一种高效重金属污染土壤修复剂及原位修复方法技术

本发明专利技术属于土壤修复技术领域，具体涉及一种高效重金属污染土壤修复剂及原位修复方法。所述土壤修复剂包括A组分和B组分；按重量份计，所述A组分包括硫酸亚铁20

【技术实现步骤摘要】
一种高效重金属污染土壤修复剂及原位修复方法


[0001]本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种高效重金属污染土壤修复剂及原位修复方法。

技术介绍

[0002]目前，城市土地污染主要来源于石油行业，煤炭行业，钢铁行业，化工行业，还有制药、造纸、医药、纺织等轻工业行业，同时粗放式的农业发展方式也造成了大量的土壤污染。然而，随着矿产资源的开发，由于开采时间长、矿区占地面积大、堆放尾矿量大等特殊条件的影响，矿区土壤具有污染强度大、范围广、危害大、治理难度大、费用高等特点。
[0003]此外，从严重程度来看，随着矿产资源的不断被挖掘，与上述工业相关联的矿区土壤污染愈发严重。退役的工矿企业污染场地多含有大量有机和重金属污染物，其中挥发性及半挥发性有机污染物、可溶性重金属(如六价铬)会从不饱和区域迁移至深层饱和区域，对地下水资源构成威胁，造成严重后果。这就使得矿区污染场地存在修复介质多样化、水文地质条件的复杂性、污染类型多样化、污染物的特殊性、分布不均性及差异性等因素，这也决定了土壤及地下水原位修复的难度和挑战性。虽然目前有采取现有地注射原位药剂的处理方法，但是存在一体化装备的修复药剂注射半径过小，规模、能力及注入速度普遍偏低，难以实现场地的高效修复的特点。因此，开发一种能原位、高效、规模化处理矿区土壤及地下水污染的修复技术尤为迫切。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高效重金属污染土壤修复剂及原位修复方法，该土壤修复剂由两部分组成，通过使用A组分原位固化形成一个保护屏障，可有效防止重金属向地下水层迁移；使用B组分将土壤中重金属吸附，进一步防止重金属污染物的迁移；最后通过植物吸附，可有效减轻原位土壤中重金属的毒害，修复效果好，无污染。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种高效重金属污染土壤修复剂，所述土壤修复剂包括A组分和B组分；按重量份计，所述A组分包括硫酸亚铁20
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24份、水泥70
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75份、助剂1
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8份，所述B组分包括赤泥30
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40份、炭基肥50
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60份、微生物复合菌1
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4份、磷肥5
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8份、磷酸铁纳米颗粒5
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10份。
[0006]本专利技术高效重金属污染土壤修复剂中A组分以硅酸盐水泥、硫酸亚铁为主要原料，能有效固定土壤中的重金属，同时拌入助剂，凝结速度快，形成一个隔水屏障，不仅可以防止重金属的迁移，还能有效封闭通路，防止地下水层被污染；B组分中的赤泥可作为骨架，具有一定的胶结作用，加入后可提高土壤pH，吸附、钝化重金属；加入炭基肥可为土壤添加炭基和有机质，快速改造土壤结构，有利于植物健康生长，提高土壤肥力，同时其还具有生物炭的多孔性能和较强的吸附能力，可有效吸附重金属，减轻其雨水冲刷迁移；微生物复合菌可进一步将土壤中的重金属进行钝化，降低其迁移速度，或将土壤中难分解的物质转化成营养物质；磷酸铁纳米颗粒水溶性较差，通过将其粒径控制在纳米级别，增大其余污染物的
接触面积，可显著降低重金属污染物的水溶态或可交换态，降低污染物的迁移和生物有效性；通过加入一定量的磷肥，可促进后续植物对重金属的吸收和积累；最终通过底层固定、屏蔽，上层固定、防冲刷以及植物吸附转移等复合修复方法相结合，实现重金属污染土壤的高效修复。
[0007]进一步地，上述技术方案中，所述助剂为高级脂肪酸和硫酸钠质量比为2
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4:1
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2的混合物。高级脂肪酸作为一种防水剂，使用后不产生裂纹和毛细孔，与水泥混合好，可形成永久性防水层；硫酸钠作为一种促凝剂，与水泥掺和后，能有效提高其强度和硬化速度。本技术方案中通过在水泥和硫酸亚铁的混合物中加入高级脂肪酸和硫酸钠，在其注入土壤后快速硬化，且能形成防水层，在底层形成一个屏障，有效隔离污染物与地下水层。
[0008]进一步地，上述技术方案中，所述微生物复合菌为丛枝菌、硫酸盐还原细菌、胶质芽孢杆菌的混合物。本技术方案中丛枝菌是一种能与植物共生的菌根，混入重金属污染土壤后能通过菌丝体对重金属污染物进行吸附固定，降低污染物对植物的毒害作用；硫酸盐还原细菌可将硫酸盐还原成硫化物，从而将土壤中的重金属沉淀钝化；胶质芽孢杆菌又称硅酸盐细菌，其能够分解出矿物中的钾、硅，也能分解出磷灰石中的磷，以及分泌植物生长刺激素及多种酶，为植物生长提供一定的营养物质；通过使用多种不同的微生物复合菌，对各种重金属进行固定，同时加入一种能充分利用土壤营养物质的菌，在固定重金属的同时，促进植物生长，改善环境。
[0009]进一步地，上述技术方案中，所述丛枝菌、硫酸盐还原细菌、胶质芽孢杆菌的质量比为1
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2:1
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2:2
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4。
[0010]进一步地，上述技术方案中，所述炭基肥使用前先进行预处理，预处理方法为：将炭基肥用稀盐酸洗涤浸渍10
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20min，然后热解30
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40min，再用磷酸二氢钾溶液浸渍5
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10min，烘干，即得。本技术方案中，通过对炭基肥进行预处理，能有效提高炭基的孔隙度，吸附效果好，同时通过磷酸二氢钾进行浸渍，可有效将重金属污染物进行钝化，减少其冲刷迁移，还可降低重金属对植物的毒害作用。
[0011]进一步地，上述技术方案中，所述稀盐酸的浓度为20
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30％；所述磷酸二氢钾的浓度为30
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40％。
[0012]进一步地，上述技术方案中，所述热解的温度为300
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400℃。
[0013]本专利技术还提供一种用上述高效重金属污染土壤修复剂的修复方法，包括以下具体步骤：
[0014]S1.按配比将A组分混合均匀，然后加入1.5
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2倍A组分重量的水，备用；
[0015]S2.按配比将B组分混合均匀，备用；
[0016]S3.采用GP钻机将S1所制备的A组分注入到深层接近地下水层的污染土壤内部，固化；
[0017]S4.待S3固化完成后，将污染表层土层用旋耕机旋松，然后撒入B组分旋均匀，同时加入适量的水，使土壤保持湿润，稳定；
[0018]S5.在S4稳定后的土壤表面撒播植物种子；
[0019]S6.按常规种植方法进行管理收割，并重复种植。
[0020]本技术方案中，将A组分直接用GP钻机注入到深层接近地下水层的污染土壤，可快速固定污染物，同时形成一种防水屏障，防止重金属污染无向地下水转移，降低危害；然后
在固化后的表层土壤加入B组分混合均匀，稳定后种植植物，不仅可以改善雨水冲刷带来的重金属污染物迁移，还能通过植物吸收一部分，通过植物收割，逐步减少土壤中重金属含量。所述植物为对重金属具有一定耐受性且具吸附作用的植物。
[0021]进一步地，上述技术方案中，所述A组分的添加量平铺时形成的厚度在5
‑
10cm之间；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述土壤修复剂包括A组分和B组分；按重量份计，所述A组分包括硫酸亚铁20
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24份、水泥70
‑
75份、助剂1
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8份，所述B组分包括赤泥30
‑
40份、炭基肥50
‑
60份、微生物复合菌1
‑
4份、磷肥5
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8份、磷酸铁纳米颗粒5
‑
10份。2.根据权利要求1所述的一种高效重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述助剂为高级脂肪酸和硫酸钠质量比为2
‑
4:1
‑
2的混合物。3.根据权利要求1所述的一种高效重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述微生物复合菌为丛枝菌、硫酸盐还原细菌、胶质芽孢杆菌的混合物。4.根据权利要求3所述的一种高效重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述丛枝菌、硫酸盐还原细菌、胶质芽孢杆菌的质量比为1
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2:1
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2:2
‑
4。5.根据权利要求1所述的一种高效重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述炭基肥使用前先进行预处理，预处理方法为：将炭基肥用稀盐酸洗涤浸渍10
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20min，然后热解30
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40min，再用磷酸二氢钾溶液浸渍5
‑
10min...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱方旭，陈志平，程绍鹃，翟翠红，王国锋，蒋伟，
申请(专利权)人：中核华东地矿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：