[发明专利]一种用于土壤修复的重金属固化稳定剂及制备方法

说明书

本发明属于土壤修复的技术领域，提供了一种用于土壤修复的重金属固化稳定剂及制备方法。所述重金属固化稳定剂由秸秆胶、膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉组成，秸秆胶由天然秸秆纤维经熟化、胶质化及研磨制得，各组分分别对重金属离子起到吸附、聚集或固定作用，从而实现土壤中重金属离子的稳定固定。与传统方法相比，本发明的制备的重金属固化稳定剂实现对土壤中重金属的稳定吸附，土壤修复速度快，固化时效长，安全性高，无“二次污染”问题，同时整个制备过程简单，操作难度小，原料易得，成本较低，可规模化推广应用。

技术领域

本发明属于土壤修复的技术领域，提供了一种用于土壤修复的重金属固化稳定剂及制备方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。土壤污染不但影响农产品产量与品质，而且涉及大气和水环境质量，影响到整个人类生存环境的质量。其中重金属污染类型众多，来源分布广泛，具有隐蔽性、长期性和不可逆性，可以通过多种途径进入食物链累积放大，严重影响人类健康，威胁人类的生命安全，也越来越受到人们的重视。

土壤重金属污染是指土壤中重金属元素含量明显高于其自然背景值，并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。一般来说，引起土壤重金属污染的元素主要包括锌、铜、镉、铅等。土壤重金属污染的来源主要有以下几个方面：随着大气沉降进入、随污水进入、随固体废弃物进入、随农用物资进入等。以各种化学状态或形态存在的重金属，主要有以下危害：污染土壤中的重金属通过作物根部的吸收进入作物体内，蓄积到一定程度后会对作物产生毒害；土壤重金属被植物吸附和积累后，并通过食物链富集到人和动物体内，从而危害人畜健康，引发癌症等疾病，如水俣病、骨痛病等都是典型例证；金属含量较高的污染表土易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气、地表水、地下水污染和生态系统退化等其他此生生态问题。因此，重金属污染修复措施研究应用已刻不容缓。

近年来用于土壤重金属污染治理的主要途径有两种：一种是将重金属从土壤中去除；另一种是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定。具体修复措施有物理修复（包括电动修复、电热修复和土壤淋洗等）、固定/稳定化修复、植物修复、微生物修复等。其中一般物理修复的经济实用性差，且易造成“二次破坏”、“二次污染”的问题；植物修复和微生物修复技术难度大，耗费时间较长，修复效果较差。固化/稳定化修复是指向重金属污染土壤中加入某一类或几类固化/稳定化药剂，通过物理/化学过程防止或降低土壤中有毒重金属释放的一组技术，不但可以减少其向土壤深层和地下水的迁移，而且可以降低重金属在作物中的积累，减少重金属通过食物链传递对生物和人体的危害，该项修复技术的关键是药剂的选择，必须满足以下要求：药剂本身不含重金属或含量很低，不存在二次污染的风险；药剂获得或制备成本较低；药剂对重金属的固化/稳定化显著且持续性强。

目前国内外在重金属土壤修复，尤其是重金属固化稳定剂方面已取得了一定成效。其中李春萍等人发明了一种重金属污染土固化稳定剂的制备方法及其应用（中国发明专利申请号201610144938.X），包括以下步骤：将秸秆、植物皮壳、豆渣混合制备成混合物，热解后与白云石、高磷锰矿石及水泥窑尾回灰混合，粉磨，得到重金属污染土壤的固化稳定剂。另外，薛强等人发明了一种重金属污染土固化剂及其使用方法（中国发明专利申请号201310751031.6），主要由胶凝材料、生物碳、植物纤维和稳定剂的组合，固化剂中各物质的质量按照重金属污染土干重的百分含量添加，胶凝材料10~15%，生物碳5%，植物纤维10%，稳定剂1%。添加顺序依次为稳定剂、生物碳、植物纤维和胶凝材料。

可见，现有技术中的重金属污染土壤修复技术存在操作难度大、成本高、破坏土壤结构、降低土壤肥力等缺陷，而常用的固化稳定修复措施难以实现永久固定，并存在再次活化释放的危险，易造成“二次污染”的问题。

发明内容