一种重金属铅污染土壤稳定剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及重金属土壤污染修复技术领域，特别涉及一种重金属铅污染土壤稳定剂及制备方法；采用如下比例的质量份数的材料得到：普通硅酸盐水泥10

【技术实现步骤摘要】
一种重金属铅污染土壤稳定剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及重金属土壤污染修复
，特别涉及一种重金属铅污染土壤稳定剂及制备方法。

技术介绍

[0002]环境中铅污染主要来源于冶炼、制造和使用铅制品的企业，其次是汽车排出的含铅尾气。铅是重金属土壤污染分布较广泛，具有强蓄积性的环境污染物。铅进入到土壤环境的途径主要有大气铅污染物干湿沉降、含铅废水污灌、含铅固废直接污染、农药和化肥的使用等。铅一种积累性毒性物质，可在人体内不断积累，土壤中铅可通过皮肤接触、口服途径进入人体，进而影响人体健康，严重损害人的神经、消化、免疫和生殖系统。进入土壤中的铅大多存在于表土层，几乎不向下移动，与土壤中的有机物结合，极不易溶解。有学者对我国土壤铅含量进行测量和统计得出，我国土壤铅含量最高可达到1143μg/g，最低为0.68μg/g，平均可以达到26μg/g。
[0003]目前，铅污染土壤修复主要有以下几种方法：
[0004](1)客土法：该方法是将铅污染土壤清挖并转运至填埋场填埋，再在清挖区域换上新鲜土壤，是一个污染物和风险的转移过程，污染物未得到实际的处理。
[0005](2)淋洗法：该方法是一种采用表面活性剂、酸、螯合剂等淋洗剂将铅从土壤中淋洗出来，然后处理淋洗废水。该方法可以有效降低土壤中铅的总量，但该方法适用于高浓度的铅污染，且成本较高，同时采用大量的化学淋洗剂可能导致土壤二次污染。
[0006](3)植物修复法：该方法是在铅污染区域种植铅超富集植物，植物吸收土壤中的铅并富集在植物体重，到一定的时间，对植物进行收割处理。该方法修复时间长，很难在规定工期内完成修复任务，同时，种植植物占用土地，影响土地的正常使用。
[0007](4)电动修复法：该方法是在铅污染土壤中设置电极，铅在电流作用下向阴极板移动并富集在极板上，达到去除土壤中重金属的目的。该方法电流作用距离较小，适用于小面积污染，而实际均为大面积污染，处理成本相对较高。
[0008](5)稳定化/钝化法：该方法是在铅污染土壤中添加稳定剂，通过氧化还原、沉淀、吸附、络合等原理将土壤中的铅转化为低迁移能力、低生物有效性的物质，以降低土壤中铅的环境风险。该方法具有成本低、见效快、不影响土地正常使用等特点。
[0009]综上所述，稳定化/钝化技术仍然是当前最具有前景的铅污染土壤修复技术，而开发有效且切实可行的稳定化/钝化技术是当前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种重金属铅污染土壤稳定剂及制备方法，以解决上述技术中提出的问题。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0012]一种重金属铅污染土壤稳定剂，采用如下比例的质量份数的材料得到：普通硅酸
盐水泥10
‑
20份、磷石膏15
‑
20份、硅酸盐水泥10
‑
20份、硅灰2
‑
5份、石灰15
‑
30份和粉煤灰15
‑
30份，前述材料采用粉体材料共同构成无机材料固化体系，构成无机材料固化体系的前述各材料质量分数总份数配至100份的基础上，再按照和前述材料总份数的质量倍数，加入以下的添加剂：硫酸亚铁0.001
‑
0.01倍份、氧化镁0.005
‑
0.01倍份和羟基磷灰石0.002
‑
0.004倍份。
[0013]优选的，所述普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的水泥强度等级为32.5。
[0014]进一步的，本专利技术采用水泥强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥、磷石膏、硅灰、石灰和粉煤灰组成无机材料固化体系，具体体系表征为无机胶结材料体系，该体系在水化过程中，重金属铅可以通过吸附、化学吸收、沉降、离子交换、钝化等多种方式与无机材料固化体系中的水泥发生反应,最终以氢氧化物或络合物的形式停留在水泥水化形成的水化硅酸盐胶体表面，同时水泥的加入也为重金属铅提供了碱性环境，抑制了重金属的渗滤，配合无机材料固化体系中的磷石膏、硅灰、石灰和粉煤灰的共同作用，调节需要处理的土壤pH，促进重金属铅生成硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物沉淀；另外，无机材料固化体系中游离的Ca
2+
对Pb
2+
有拮抗作用；最后，土壤中的Pb
2+
阳离子与硅灰、石灰和粉煤灰水化产生的带负电荷基团加速聚合，有利于使土壤中重金属Pb
2+
的形态由有效态向残渣态转化，明显降低了污染土壤中重金属Pb
2+
的生物利用率。
[0015]进一步的，本专利技术采用的硫酸亚铁、氧化镁和羟基磷灰石共同组成添加剂，三者在水化体系中与活性态重金属Pb
2+
发生矿化反应生成原生态矿物类化合物，磷基化合物和硫酸亚铁可以与重金属Pb
2+
形成惰性沉淀物有效降低重金属Pb
2+
活性，氧化镁可以对重金属Pb
2+
同时具有沉淀和吸附作用，与此同时，无机材料固化体系作为无机胶结材料体系，在固化过程中发生水化反应，重金属Pb
2+
可能同氢氧根离子反应生成沉淀或硅酸盐络合合成钙盐，利用水化作用形成的具有高比面积的C
‑
S
‑
H吸附重金属，或将重金属包裹与水化作用形成的晶格当中，重金属铅污染土壤稳定剂，可使静电引力、范德华力、离子交换和化学沉淀等反应同时进行，从而吸附固化重金属Pb
2+
。
[0016]一种重金属铅污染土壤稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一：将磷石膏、硅灰、石灰和粉煤灰放在加热炉中，升温至60
‑
70℃，然后快速冷却，冷却的混合物过筛后，再加入普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，搅拌均匀后，研磨得到无机材料固化体系；
[0018]步骤二：将硫酸亚铁、氧化镁和羟基磷灰石在小型搅拌机中搅拌5
‑
8min，得到添加剂；
[0019]步骤三：将分散均匀的添加剂和无机材料固化体系投入混合机中，搅拌8
‑
10min，搅拌得到重金属铅污染土壤稳定剂。
[0020]优选的，所述步骤一中的筛网目数为500
‑
600目。
[0021]优选的，所述步骤一采用分级研磨的方式，将六种材料分三份研磨，分别研磨10min、20min和30min后混合均匀，得到不同细度的无机材料固化体系。
[0022]进一步的，本专利技术采用分级研磨的方式制成不同细度的无机材料固化体系，有利于改善重金属Pb
2+
以氢氧化物或络合物的形式停留在水泥水化形成的水化硅酸盐胶体表面的分布情况。
[0023]本专利技术的有益效果为：本专利技术涉及的重金属铅污染土壤稳定剂，能够对土壤中的
重金属Pb
2+
进行充分鳌合吸附，将重金属Pb
2+
转化成化学性质不活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属铅污染土壤稳定剂，其特征在于，采用如下比例的质量份数的材料得到：普通硅酸盐水泥10
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20份、磷石膏15
‑
20份、硅酸盐水泥10
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20份、硅灰2
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5份、石灰15
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30份和粉煤灰15
‑
30份，前述材料采用粉体材料共同构成无机材料固化体系，构成无机材料固化体系的前述各材料质量分数总份数配至100份的基础上，再按照和前述材料总份数的质量倍数，加入以下的添加剂：硫酸亚铁0.001
‑
0.01倍份、氧化镁0.005
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0.01倍份和羟基磷灰石0.002
‑
0.004倍份。2.根据权利要求1所述的一种重金属铅污染土壤稳定剂，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的水泥强度等级为32.5。3.根据权利要求1
‑
2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清才，陈付国，方义军，余坚，杨剑，邓涛，韩波，胡超，张俐莉，冉雅郡，
申请(专利权)人：新中天环保工程重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：