[發(fā)明專利]一種重金屬復合污染土壤修復藥劑及利用其的土壤修復方法

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111286337A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 胡清;王宏;童立志;韋黎華;許盛彬
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: C09K17/10
• 分類號: C09K17/10;B09C1/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;潘登

本發(fā)明提供一種重金屬復合污染土壤修復藥劑，所述修復藥劑通過將質量百分含量為5～20％的鐵粉和80～95％的水泥復配，配方和工藝簡單，成本低且無二次污染；利用所述修復藥劑進行土壤修復時，能夠將同時含有鎘、銅、鎳、鋅和鉻(Ⅵ)的重金屬復合型污染土壤穩(wěn)定化，毒性滲出濃度達到GB3838Ⅳ類標準，滿足修復要求。

技術領域

本發(fā)明涉及重金屬污染土壤修復技術領域，尤其涉及一種重金屬復合污染土壤修復藥劑及利用其的土壤修復方法。

背景技術

隨著工業(yè)化和城市化的迅猛發(fā)展，我國土壤重金屬污染問題也日趨嚴重。土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點，可以直接或間接地影響地下水、空氣、農作物和生物，甚至威脅人類健康。因此，土壤重金屬修復也成為了重要的研究方向。

目前，重金屬修復技術按照原理可為三大類：物理修復、化學修復和生物修復。

物理修復技術包括客土、換土和深耕翻土法，熱脫附法、玻璃化法和電動修復技術；客土法是通過運來干凈土壤覆蓋住原來受污染土壤混合，使得土壤重金屬污染濃度減低；換土法是將受污染土壤挖走，而換入無污染的土壤；深耕翻土法是翻動上下層土壤，將干凈土壤和受污染土壤進行置換；熱脫附法指通過微波、蒸汽、紅外輻射等方式對污染土壤進行加熱升溫，使土壤中的污染物(如Hg、As、Se等)揮發(fā)并進行收集處理，從而減少土壤中易揮發(fā)的重金屬，達到土壤修復效果的技術。玻璃化技術是將受重金屬污染的土壤置于高溫高壓環(huán)境下，待其熔化冷卻后形成堅硬的玻璃體物質將重金屬包裹固定住，從而達到阻抗重金屬遷移的技術。電動修復技術是指向污染土壤中插入電極，施加直流電壓導致重金屬離子在電場作用下進行電遷移、電滲流、電泳等過程，使其在電極附近富集進而進行集中處理或分離的技術。上述方法雖然效果明顯但也具有成本高等缺點。

化學修復技術包括土壤淋洗法和固化/穩(wěn)定法；土壤淋洗法是利用裝置向重金屬污染的土壤中注入淋洗劑，使其與重金屬發(fā)生一系列的離子交換、沉淀、螯合、吸附等反應，最后把重金屬從固相轉移到液相中去除，再用清水清除殘余淋洗劑的技術。

固化/穩(wěn)定法是土壤穩(wěn)定化修復，是向污染的土壤中加入特定的穩(wěn)定劑來改變土壤的理化性質，或者直接通過穩(wěn)定劑與重金屬的作用，如沉淀、吸附、配位、有機絡合和氧化還原作用等來改變重金屬的賦存形態(tài)，從而降低重金屬的濃度、遷移性及生物有效性，達到土壤修復目的的技術。該技術操作簡單，治理費用、難度相對較低，且藥劑較為常見，成本投入低，適用于大面積中、低濃度重金屬污染土壤的修復，有著廣闊的應用前景。

生物修復技術包括植物修復法、動物修復法和微生物修復法。植物修復法是利用植物對土壤中的重金屬進行吸收和固定，從而達到凈化土壤的目的。動物修復法包括通過被動擴散和攝食兩種途徑富集重金屬，如土壤中的重金屬可從土壤溶液中穿過蚯蚓體表進入體內。微生物修復法是微生物細胞中一般含有-NH₂，-SH，PO₄^-等基團，重金屬離子可以通過離子交換、絡合作用等與這些基團結合，從而達到吸附土壤中重金屬的目的。

目前，化學修復技術的固化/穩(wěn)定化法是土壤重金屬修復研究較成熟和最有前景的方法。

CN110591714A公開了一種有機高硫穩(wěn)定劑作為修復劑用于修復土壤中的高價重金屬鉻(Ⅵ)，該方法所用的修復藥劑是將單質硫、助溶劑、堿金屬硫化物、催化劑和溶劑混合反應形成，但該穩(wěn)定劑為僅針對六價鉻污染的土壤修復劑，無法應用至多種金屬復合污染的土壤中。

CN110028974A公開了一種將沉淀材料、吸附材料、益生材料、營養(yǎng)材料和絡合材料的復配作為重金屬鎘污染土壤的鈍化劑；沉淀材料為氧化鈣、碳酸鈣、坡縷石粉、硅藻石粉、磷灰石粉的一種或多種，吸附材料為沸石粉、生物碳粉、大豆秸稈粉、骨殼粉、玉米棒粉的一種或多種，益生材料為氰胺化鈣、鈣鎂磷粉、改性粉煤灰、干海藻酸、甲殼素中的一種或多種。該鈍化劑不僅組成復雜，而且同樣無法用于修復多種金屬復合污染的土壤。