[发明专利]用于修复重金属铅镉污染土的固化剂及制备应用方法

说明书

本发明是一种用于修复重金属铅镉污染土的固化剂及制备应用方法。该固化剂按质量百分比由以下成分构成：骨粉：13‑23%，氧化镁：24‑34%，磷酸二氢钾：15‑25%，硼砂：0.7‑1.6%，粉煤灰：30‑40%；碳酸钠：1‑7%。该固化剂能够显著降低重金属污染土中Pb、Cd的迁移及溶出，显著提高污染场地的地基强度，有利于场地的二次利用。且该固化剂固化后污染土的pH值较低，有利于污染场地的生态恢复。

技术领域

本发明涉及一种用于岩土工程中的固化剂，具体涉及一种用于修复重金属铅镉污染土的固化剂及制备和应用方法。

背景技术

近年来，随着城市化和产业布局调整，很多“三废”排放技术不完善的工厂被迫关停，原本位于市中心及城郊的大量工厂也需要从原址搬离，遗留下了大片的重金属污染场地，伴随着严重的地下水污染、土体污染。《全国土壤污染状况调查公报》显示我国土壤污染物总超标率为16.1％，而以重金属为代表的无机污染物超标点位占全部超标点位的82.8％，其中以Pb,Cd,Cu,Hg等为主。

重金属Pb对人类和动植物毒性均很高，被我国环保部归为第一批68种环境优先检测污染物“黑名单”。Pb可损害人体造血系统、神经系统以及生殖系统，引起人体的神志模糊、狂躁、甚至脑血管缺氧致死。植物在高浓度铅污染土中会出现生长缓慢、幼苗萎缩枯死等现象。重金属Cd毒性更高，可损害人体的肝脏、肾脏，导致人体神经系统功能紊乱，同时造成骨痛、骨质疏松甚至癌症，对人体健康危害巨大。Cd会使得植物叶片变黄，并抑制根系生长，导致植物生长发育缓慢，同时降低土壤中微生物的生物量及活性，导致土壤退化。

传统硅酸盐水泥固化剂存在以下不足：(1)固化后的土体pH值过高(普遍高于12)，不利于微生物存活，且易造成环境的二次污染，故处理后的污染场地较难进行生态恢复；(2)水泥生产带来环境污染和温室效应，平均每生产1t 水泥，需要消耗0.1t煤炭及83.50kWh电力，并向大气中排放约0.95t的CO₂气体，同时还有大量SO₂、CO、NO_x和粉尘等；(3)复杂环境对水泥固化土的长期稳定性影响显著，例如酸雨会抑制水泥基材料的水化反应，同时导致重金属的溶出增加，不利于固化土的强度及重金属的固定；(4)对高浓度重金属污染土效果不佳。高浓度重金属如Pb、Cd和Cu均能够严重抑制水泥材料的水化反应，使固化土强度与结构受到破坏，重金属浸出浓度明显提升，从而固化土环境安全性和工程特性无法得到保证。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于修复重金属铅镉污染土的固化剂，所述成分按质量含量计算，该固化剂由以下成分构成：骨粉：13-23％；氧化镁： 24-34％；磷酸二氢钾：15-25％；硼砂：0.7-1.6％；粉煤灰：30-40％；碳酸钠： 1-7％。

一种用于修复重金属铅镉污染土的固化剂的制备方法：将骨粉、氧化镁、磷酸二氢钾、硼砂、粉煤灰和碳酸钠的干粉末/颗粒分别在烘干炉中干燥4-8小时，加入研磨机中进行研磨并过200目筛，随后按照骨粉：13-23％；氧化镁：24-34％；磷酸二氢钾：15-25％；硼砂：0.7-1.6％；粉煤灰：30-40％；碳酸钠：1-7％。的重量份数混合加入搅拌机中进行充分干拌混合，即可得到该固化剂。

一种修复重金属铅镉污染土的固化剂的应用方法是将所述固化剂与重金属污染土壤/污泥/废渣进行充分的混合搅拌，固化剂掺量占重金属污染土壤/污泥/废渣干重质量比为5％-15％，搅拌时固化剂与重金属污染土壤混合物的含水率控制在15％-30％。

有益效果：与现有技术相比，本发明有以下优点：

(1)本发明的固化剂处理后重金属铅镉污染土的TCLP浸出浓度较低，满足国标要求，且强度较高。且本固化剂属于弱碱性固化剂，与水泥固化机相比，腐蚀性小，利于植被修复。