一种重金属污染土壤的修复剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及土壤污染修复技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤的修复剂及其制备方法和应用。所述重金属污染土壤的修复剂包括如下重量份的原料：生物质炭85

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤的修复剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及土壤污染修复
，具体涉及一种重金属污染土壤的修复剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，不仅导致土壤肥力与作物产量、品质下降，还易引发地下水污染。
[0003]目前，针对重金属污染土壤的修复主要从两个方面进行，一是降低重金属总量；二是降低重金属污染风险；其中，降低重金属总量一般是将重金属从土壤中彻底清除的方式来降低重金属总量；包括超累积植物的吸收、电动修复、客土、换土、土壤淋洗等方法，客土、换土、土壤淋洗等方法修复工程量大，成本高，不适用于轻度的大面积污染土壤等；超累积植物的吸收的方法修复周期长，且修复期间土壤无法发挥其使用价值，这严重限制了植物修复在农田土壤修复中的应用。
[0004]降低重金属污染风险的方法主要是采用改变重金属在土壤中的存在形态，将重金属由生物可利用形态转变为稳定的形态，来降低重金属的生物活性，降低重金属通过食物链进入人体危害人体健康的风险；主要以化学钝化以及稳定固定化为主，化学钝化以及稳定固定化的修复方法与其它方法相比具有效率高、修复快、投入低、操作简单等优点，因此在大面积重金属污染土壤修复应用中具有良好的前景。
[0005]目前常用于修复镉污染的固化/稳定化药剂是天然多孔吸附材料，如膨润土等。但由于天然多孔吸附材料孔隙率较低，且分布不均匀，导致对镉的修复作用不佳。因此研发一种提升吸附钝化土壤中镉的效率的修复剂是目前亟待解决的技术问题。r/>
技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中用于修复镉污染的固化/稳定化药剂存在修复效果不佳的缺陷，从而提供一种重金属污染土壤的修复剂及其制备方法和应用。
[0007]为此,本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种重金属污染土壤的修复剂，包括如下重量份的原料：生物质炭85
‑
95份，水滑石5
‑
15份；
[0009]其中，所述水滑石为镁铝型。
[0010]可选地，所述水滑石的分子式为Al2Mg6(OH)
16
CO3·
4H2O。
[0011]可选地，所述重金属污染土壤的修复剂包括如下重量份的原料：生物质炭90份，镁铝型水滑石10份。
[0012]本专利技术还提供了一种重金属污染土壤的修复剂的制备方法，包括如下步骤：将生物质炭、水滑石、玛瑙珠和水混合后球磨，球磨完毕后去除玛瑙珠，然后水洗、干燥、研磨、过筛即得。
[0013]可选地，所述生物质炭与玛瑙珠的质量比为9:(1
‑
2)。
[0014]可选地，球磨的速率为480
‑
530rpm，时间为5
‑
6min。
[0015]可选地，研磨后的物料过2mm筛。
[0016]本专利技术还提供了上述的重金属污染土壤的修复剂或上述的重金属污染土壤的修复剂的制备方法制得的重金属污染土壤的修复剂在固化重金属污染土壤中镉的应用。
[0017]可选地，所述重金属污染土壤的修复剂与重金属污染土壤的质量比为(4
‑
5)：100。
[0018]可选地，重金属污染土壤中加入修复剂后的修复时间为25
‑
30天；
[0019]修复期间重金属污染土壤中的含水率为15
‑
20％。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]1.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂，包括如下重量份的原料：生物质炭85
‑
95份，水滑石5
‑
15份；其中，所述水滑石为镁铝型。通过限定水滑石的种类为镁铝型，以及水滑石与生物质炭的用量，可显著提高修复剂中羟基及镁离子，提升修复剂的离子交换及吸附络合性能；进而显著提高对重金属的固化效果，当其用于土壤中重金属的固化时，特别是对镉的固化率(钝化率)提高了10倍以上，具有环境友好性，促进农业的生态发展。而且本专利技术利用废弃物生物质炭实现了农业废弃物的资源化再利用、变废为宝。
[0022]2.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂，通过限定水滑石的分子式为Al2Mg6(OH)
16
CO3·
4H2O，与生物质炭相互配合，可提高修复剂的钝化效果，如离子交换、沉淀等作用，并进一步提高修复剂对镉的固化率(钝化率)。
[0023]3.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂，通过限定生物质炭与镁铝型水滑石的质量比为9:1，可进一步提高修复剂对镉的固化率(钝化率)。
[0024]4.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂的制备方法，通过采用湿式球磨法使得生物质炭具有更小更均匀的粒径，相比于常规超声、研磨等物理粉碎方式，操作更简便、易批量化生产微纳级材料；相比于干法球磨，能够提高球磨效率，缩短球磨时间，克服了材料与研磨介质分离过程中易产生固体粉尘的缺点，生产过程更加清洁环保；提高了生产效率，而且制备过程中采用的玛瑙珠可回收循环利用。本专利技术采用湿法球磨与材料复配同时进行的方式，制得的修复剂在用于修复重金属污染土壤时，可有效固定土壤中重金属，尤其是镉的固化率(钝化率)提高了10倍以上，而且，修复周期短，操作简单，适用于大面积重金属污染土壤修复。
[0025]5.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂的制备方法，通过采用球磨的方式可增大了生物质炭的比表面积及微孔，同时球磨后，生物质炭的pH及羟基官能团均有提升，进而显著提升土壤中镉的固化率(钝化率)。
[0026]6.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂的制备方法，通过限定所述生物质炭与玛瑙珠的质量比为9:(1
‑
2)；可显著降低修复剂的粒径，提高其比表面积；提高修复剂的表面官能团数量；进而提高修复剂的固化率。
[0027]7.本专利技术提供的重金属污染土壤的修复剂的制备方法，通过将研磨后的物料过2mm筛，可提高修复剂表面的官能团，增加修复剂的总比表面积，提高其吸附作用及固化效果。
具体实施方式
[0028]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0029]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供一种重金属污染土壤的修复剂，其制备方法如下：
[0032]生物质炭的制备：
[0033]以玉米秸秆为生物质原料，研磨、过2mm筛,筛下物在105℃烘1h后继续在马弗炉中以10℃/min的升温速度升至600℃焙烧2h，得到生物质炭。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤的修复剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：生物质炭85
‑
95份，水滑石5
‑
15份；其中，所述水滑石为镁铝型。2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的修复剂，其特征在于，所述水滑石的分子式为Al2Mg6(OH)
16
CO3·
4H2O。3.根据权利要求1或2所述的重金属污染土壤的修复剂，其特征在于，所述重金属污染土壤的修复剂包括如下重量份的原料：生物质炭90份，镁铝型水滑石10份。4.一种重金属污染土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将生物质炭、水滑石、玛瑙珠和水混合后球磨，球磨完毕后去除玛瑙珠，然后水洗、干燥、研磨、过筛即得。5.根据权利要求4所述的重金属污染土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，所述生物质炭与玛瑙珠的质量比为9:1
‑
2。6.根据权利要求4或5所述的重金属污染土壤的修复剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：和丽萍，康绍果，熊静，魏中华，吴见珣，张冉，孔娇艳，王苗，李敏敏，秦立，
申请(专利权)人：北京建工环境修复股份有限公司，
类型：发明
国别省市：