一种应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料配方及制备方法。所述的应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料是由改性氧化铁、矿物微胶囊材料和腐殖酸材料复配调制所得，该复合材料具有复杂的空间结构，不仅材料表面具有大量的重金属离子吸附位点，材料内部也可以为土壤中的游离态重金属离子提供稳定有效的固定点，同时该材料进入土壤后，可作为稳定的有机—无机复合胶体促进土壤团聚体形成改善土壤理化性质。本发明专利技术可解决粘质土壤中重金属污染治理效果不稳定、土壤板结等问题，改善土质，保证土壤安全。保证土壤安全。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料


[0001]本专利技术属于土壤修复技术,涉及重金属污染修复领域,为一种应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料。

技术介绍

[0002]根据是否需要转移被污染土壤进行修复，可将土壤修复分为原位修复和异位修复。相较于原位修复在污染地块采取直接治理的方式，异位修复在开挖和转移过程中，存在二次污染的风险，且消耗的资金成本高，需要的人力资源多。而原位修复的效果受到环境条件限制，其治理周期较长。
[0003]其中土壤重金属污染的原位修复主要包括的技术手段为物理、化学、生物和两种及以上联合修复方法。物理方法主要包括深耕翻土法等，机械翻耕往往会破坏土壤生态系统，难以在短时间内恢复，且只能在广义范围内对土壤中的重金属浓度进行稀释，本质上并未真正抑制土壤中的重金属活性。化学方法主要包括淋洗法和钝化法等，通过向土壤中施用化学药剂来降低重金属有效性的方法，但是传统的化学药剂存在抑制效果不稳定、作用周期短、循环利用度低等问题。生物方法主要包括利用植物、动物和微生物等生物体来吸收降解土壤中的重金属，修复效果好且对环境污染影响小，但其见效漫长，无法在短期内达到立竿见影的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术所提出的一种应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料，其特征在于，由铁改性材料、矿物微胶囊材料和腐殖酸材料组成；所述铁改性材料为改性氧化铁，占比为（15%
‑
50%），所述矿物微胶囊材料为由天然黏土矿物改性而成的微胶囊结构土壤修复材料，占比为（15%
‑
50%），所述腐殖酸材料由低阶煤（泥炭、褐煤、风化煤）制备提取，占比为（15%
‑
50%）。
[0005]所述铁改性材料为由FeCl3
•
6H2O和尿素制备而成的改性氧化铁，其主要成分包括：FeCl3
•
6H2O，所述FeCl3
•
6H2O占比为（10%
‑
20%）；尿素，所述尿素占比为（80%
‑
90%）。其制备步骤如下：（a）称取上述配比所述FeCl3
•
6H2O和尿素，按比例混合后，研磨均匀，得到混合物质；（b）将混合物质加适量蒸馏水稀释，置于（60
‑
80℃）水浴锅中，水浴反应（6
‑
12h）；（c）水浴完成后，将混合溶液置于翻转震荡器中，反应时间（2
‑
3h）；（d）随后置于（60
‑
80℃）烘箱中，烘干制得改性氧化铁。
[0006]所述矿物微胶囊材料以硅铝酸盐、碳酸盐、磷酸盐等天然矿物质为原料，采用矿物微胶囊技术进行改性加工。，土壤中的某天然黏土矿物在电子显微镜下呈短柱状或棒槌状，比表面积约为10
‑
30m2/kg；经过矿物微胶囊技术改性后，微观的“短柱”和“棒槌”形态转变为毛发状或绒毛状，其最大比表面积可扩大10
‑
80倍，固定土壤中金属离子、金属化合物等
物质的负载位点显著增加，即改性材料的吸附容量增加。将改性材料放入土壤一段时间并充分吸附重金属后，因物料本身的机械性能和表面静电作用，“绒毛”和“毛发”会自动聚集起来，逐步形成多孔状，并有向原始状态演化的趋势其中，所述硅铝酸盐为沸石粉、海泡石等的一种或多种，其占比为（15%
‑
60%）；所述碳酸盐为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、过磷酸钙等的一种或多种，其占比为（20%
‑
70%）；所述磷酸盐为磷酸二氢钾、钙镁磷肥、过磷酸钙、磷矿粉等的一种或多种，其占比为（10%
‑
50%）。其制备步骤如下：（a）将一种或多种天然矿物质按上述比例混合均匀；（b）将混合物置于热反应釜中，控制温度为（700
‑
1200℃），反应时间为（0.5
‑
6h）；（c）待反应完成后，将其冷却，随后热改性，设定改性热度为150
‑
600℃，控温0.5
‑
6小时，冷却后得到矿物微胶囊材料。
[0007]所述腐殖酸组分为泥炭、褐煤、风化煤等的一种或多种与碱液、酸液反应制备，其制备步骤如下：（a）将一种或多种物质粉碎过60目筛；（b）将上述物质与水（1:1）比例置于热反应釜中，控制温度为（60℃），10%质量浓度氨水调节pH至（11）反应时间为（0.5
‑
6h）；（c）上述混合液滤出残渣后，向混合液加入（10%）质量浓度草酸溶液至无黑色沉淀产生，过滤并用去离子水洗涤黑色沉淀，该沉淀即为腐殖酸组分。
[0008]实例1：上述制备方法所得铁改性材料、矿物微胶囊材料和腐殖酸材料按1:5:1比例混合得到复合修复材料，所得复合修复材料按待修复土层质量0.3%投加比施入某Cr污染农田，分别取三处修复土壤与未施加修复材料区域土壤检测相关指标进行对比，经检测未施加修复材料的有效态Cd浓度为0.117mg/kg，施加修复材料区域土壤分别为0.079 mg/kg、0.079 mg/kg、0.080 mg/kg，有效态Cd钝化率达到32.74%、32.74%、31.88%。
[0009]实例2：上述制备方法所得铁改性材料、矿物微胶囊材料和腐殖酸材料按1:4:2比例混合得到复合修复材料，所得复合修复材料按待修复土层质量1%投加比施入新开垦质地黏重农田，投入一月后检测相关数据如下：施用土壤调理剂后，土壤总孔隙度、通气度等指标均有显著提升，即通过使用该土壤调理剂可以达到疏松土壤的目的，有利于调节土壤水相、固相、液相平衡，提高土壤孔隙度，提高土壤对水、肥的存储能力，促进土壤团聚结构形成，防治土壤板结。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于粘质土壤重金属污染的土壤改良复合材料，其特征在于，由铁改性材料、矿物微胶囊材料和腐殖酸材料组成；所述铁改性材料为改性氧化铁，所述矿物微胶囊材料为由天然黏土矿物改性而成的微胶囊结构土壤修复材料, 所述腐殖酸材料由低阶煤（泥炭、褐煤、风化煤）制备。2.根据权利要求一所述的一种土壤改良复合材料，其特征在于，所述铁改性材料，其占比为（15%
‑
50%）；所述矿物微胶囊材料，其占比为（15%
‑
50%）; 所述腐殖酸材料，其占比为（15%
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50%）。3.根据权利要求一所述的一种土壤改良复合材料，其特征在于，所述铁改性材料为由（FeCl3
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6H2O）和尿素制备而成的改性氧化铁。4.根据权利要求一所述的一种土壤改良复合材料，其特征在于，所述矿物微胶囊材料以硅铝酸盐、碳酸盐、磷酸盐等天然矿物质为原料，采用矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：范春莹，张耿苗，冯莹，陈林，
申请(专利权)人：浙江中地净土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：