[發明專利]一種鎘污染土壤高效穩定化修復劑及其制備和應用

在審

• 申請號: 201710935235.3
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107629796A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 涂晨;關峰;孫玉煥;駱永明
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: C09K17/06
• 分類號: C09K17/06;C09K17/40;B09C1/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 李穎,周秀梅

技術領域

本發明涉及土壤重金屬污染修復技術領域，具體涉及一種鎘污染土壤高效穩定化修復劑及其制備和應用。

背景技術

鎘作為一種生物毒性大、移動性強的重金屬，較易在土壤和生物體內富集積累。鎘礦采選冶活動、農田中含鎘肥料使用、含鎘污水排放和道路交通運輸等均能導致鎘在土壤或水體中累積。在地表生物地球化學作用下，各種人為活動排放至環境中的鎘等重金屬非常有可能通過各種遷移或轉化作用最終在土壤中累積。進入土壤中的鎘由于其遷移性較強，即使在較低水平下仍能很容易的通過直接接觸、食物鏈等途徑在植物和生物體內蓄積，最終危及人類的健康和導致生態毒性風險。因此十分有必要研發針對鎘污染土壤的修復治理技術。

目前土壤中重金屬鎘污染狀況日益嚴重，直接去除土壤中的重金屬鎘成本較高且技術難度高。采用固化穩定化法改變土壤中重金屬鎘的賦存形態，從而降低其在環境中的遷移性和生物有效性是目前常用的重金屬污染土壤修復技術，其原理是通過向污染土壤中添加固化穩定化劑經絡合、吸附、沉淀和離子交換等物理化學反應，具有實用性強，適用范圍廣，修復效果好，對土壤破壞性較小和成本較低等優點。該技術的核心就是要針對不同性質的金屬和土壤性質，篩選研發高效、安全的穩定化修復劑。

多硫鈣基化合物作為一種新興土壤添加劑，其對重金屬具有較強的還原性，并且能以其不溶性硫化物的形式沉淀重金屬，其優異的化學特性使得它在穩定化修復重金屬污染土壤方面具有較大的潛力，且因其具有廉價易得、經濟高效、環境友好等優點，具有較廣闊的應用市場。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎘污染土壤高效穩定化修復劑的制備方法，并將該修復劑應用于鎘污染土壤的修復。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種鎘污染土壤高效穩定化修復劑，穩定化修復劑為有效成分以及隔氧保護劑；其中，有效成分以質量份數計，為氧化鈣1份、升華硫2份和水15-20份混合熬制獲得；隔氧保護劑為石蠟或氮氣，其主要用于隔絕修復劑液面上方的空氣，防止有效成分發生氧化而失效。

所述氧化鈣和升華硫的純度為分析純。

所述有效成分制備方法為：

(1)按比例分別稱取氧化鈣、升華硫和水；

(2)取部分水加入氧化鈣，使氧化鈣溶解；

(3)再取部分水加入升華硫，使升華硫分散；

(4)對步驟(2)中氧化鈣升溫至沸騰，而后再緩慢將步驟(3)中升華硫加入其中，并持續攪拌，完全加入后，補足剩余水；

(5)大火(300-400℃)熬約20-30min，待升華硫大部分溶解時，調溫至200-300℃持續熬制30-60min，熬制過程中持續攪拌；

(6)待溶液呈現紅褐色，底部渣滓呈現黃綠色時，無單質硫沉淀產生，補足水分攪拌下，繼續熬制(200-300℃)15min，即可。

所述步驟(6)熬制后冷卻后過濾，濾液保存至密閉容器中。

將所述過濾后的有效成分上層用液體石蠟液封或填充氮氣以隔絕空氣，防止有效成分被氧化，加蓋密封，得到紅褐色的穩定化修復劑，待用。

一種鎘污染土壤高效穩定化修復劑的制備，

1)所述有效成分制備方法為：

(1)按比例分別稱取氧化鈣、升華硫和水；

(2)燒杯中加入氧化鈣和部分水，使氧化鈣溶解；

(3)另取燒杯加入升華硫和部分水，使升華硫分散；

(4)將盛有氧化鈣的燒杯升溫至沸騰，再緩慢加入升華硫，并持續攪拌，完全加入后，補足水量并標記刻度線；

(5)大火(300-400℃)熬制約20min，待升華硫大部分溶解時，調溫至200-300℃持續熬制30-60min，熬制過程中持續攪拌；

(6)待溶液呈現紅褐色，底部渣滓呈現黃綠色時，取少量溶液于另一盛有水的燒杯中檢驗是否有單質硫沉淀產生。如無單質硫沉淀產生，則說明熬制完成。補充蒸發水分至標記的刻度線，攪拌，繼續熬制15min；

(7)撤火，待上述有效成分冷卻后過濾，濾液保存至密閉容器中。

2)在過濾后的修復劑有效成分上層用液體石蠟液封或填充氮氣以隔絕空氣，防止有效成分被氧化，加蓋密封，得到紅褐色的穩定化修復劑，待用。

一種高效穩定化修復劑在鎘污染土壤修復中的應用，加入所述修復劑于待修復鎘污染土壤樣品中，實現對鎘污染土壤樣品的穩定化修復。