[發明專利]一種用于重金屬Cd污染土壤的新型復合固化劑及其使用方法

在審

• 申請號: 202011497101.6
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN114644929A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 李麗華;方亞男;肖衡林;劉數華;陶高梁;劉永莉;李文濤;鐘楚珩;周鑫隆;徐維生;李昊
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C09K17/12
• 分類號: C09K17/12;B09C1/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 吳艷姣

本發明提供一種用于重金屬Cd污染土壤的新型復合固化劑及其使用方法，成分包括赤泥、高爐礦渣和堿激發劑或者赤泥、粉煤灰和堿激發劑，赤泥與高爐礦渣的混合比為7:3，赤泥與粉煤灰的混合比為1:1。堿性激發劑的NaOH與Na₂SiO₃的比例為9:1。將待修復土壤破碎篩分得細粒土，將高爐礦渣混合物或粉煤灰混合物與細粒土充分混合，攪拌均勻成細粒土復合物。將堿性激發劑的水溶液均勻噴灑至細粒土復合物中使含水率達到15～20％并充分混勻。將上述混合土壤靜置7～28天，可固化重金屬離子污染的土壤。本發明的固化劑不僅可以顯著減少土壤中重金屬的含量，還可以提高土體承載力，達到“以廢治廢”，“變廢為寶”的效果。

技術領域

本發明屬于污染土壤處理技術領域，具體涉及一種用于重金屬Cd污染土壤的新型復合固化劑及其使用方法。

背景技術

近幾年，我國城市工業化發展迅速，但環境污染問題也接踵而至。其中，土壤污染已經達到了不可忽視的程度，而重金屬是主要污染源之一，直接關系到人類的生產生活以及健康問題。當前不僅要有效的處理重金屬污染土壤，還需要與國家相關環境治理政策同向而行，因地制宜，探索經濟、高效、環保的治理方法。

重金屬，是指密度大于4.5g/cm³的金屬，包括金、銀、銅、鐵、汞、鉛、鎘等，在環境污染方面，重金屬主要是指汞(水銀)、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素。其主要來源于冶煉、采礦、電鍍、農藥化肥生產、電池、燃料等行業。大量的重金屬擴散排放使得大面積的土體受到污染，調查顯示，多個國家的土壤污染狀況呈現逐年增長的趨勢。

土壤污染修復技術是指應用化學、物理學和生物學的技術與方法以降低土壤中污染物的濃度、固定土壤污染物、將土壤污染物轉化成為低毒或無毒物質、阻斷土壤污染物在生態系統中的轉移途徑。理論上可行的修復技術有植物修復技術、微生物修復技術、化學修復技術、物理修復技術和綜合修復技術等幾大類。

物理修復法：修復效果明顯，對于污染程度嚴重，面積小的土壤修復效果顯著，且適應性廣。但其對土壤本身的環境擾動很大，可能導致土壤結構破壞和肥力下降。

化學修復法：通過向土壤中加入添加劑，對土壤中的重金屬離子產生吸附、沉淀、離子交換等作用從而改變金屬離子的存在形式，從而降低其生物有效性和遷移性。比較常見的添加劑有水泥、石灰、粉煤灰、沸石、磷酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽及一些對還原反應有促進作用的有機質等。但是這種修復技術并不能從根本上去除土壤中的污染物質。

生物修復法：利用各種生物(包括微生物、動物和植物)的特性，吸收、降解、轉化土壤中的污染物，使污染土的毒性得到改善的治理技術。生物處理技術可以現場進行，降低運輸成本，減少人類直接接觸污染物質的機會且無二次污染問題。但是生物修復法存在局限性且周期長，不適當使用反而會使得土壤污染加重。

按修復土壤的位置又可分為原位修復技術和異位修復技術。

原位修復技術指在對未挖掘的土壤進行治理的過程中，對土壤沒有太大擾動。其優點是比較經濟有效，就地對污染物進行降解和減毒。無需建設昂貴的地面環境工程基礎設施和遠程運輸，操作維護較簡單。此外，原位修復技術可以對深層次土壤污染進行修復。缺點是控制處理過程中產生的“三廢”比較困難。

異位修復技術指對挖掘后的土壤進行修復的過程。異位修復分為原地處理和異地處理兩種，原地處理指發生在原地的對挖掘出的土壤進行處理的過程。異地處理指將挖掘出的土壤運至另一地點進行處理的過程。其優點是對處理過程的條件控制較好、與污染物接觸較好，容易控制處理過程中產生的“三廢”的排放；缺點是在處理之前需要挖土和運輸，會影響處理過的土壤的再使用且費用通常較高。