[发明专利]一种利用处理四氯化硅得到的水合硅酸钙修复土壤重金属污染的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及到土壤环境工程技术领域，尤其涉及一种利用处理四氯化硅得到的水合硅酸钙修复土壤重金属污染的方法。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。而这些重金属主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水；镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降；砷主要来自杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大。一些矿山在开采中尚未建立石排场和尾矿库，废石和尾矿随意堆放，致使尾矿中富含难降解的重金属进入土壤，加之矿石加工后余下的金属废渣随雨水进入地下水系统，造成严重的土壤重金属污染；而这些重金属在土壤中一般只能发生形态的转变和迁移，难以降解。

目前对土壤重金属污染的治理措施为原位治理和异位治理。异位治理环境风险较低，见效快且系统处理预测性较高，但成本高、对环境扰动大。相对来说，原位治理则更为经济实用，操作简单。根据治理工艺及原理的不同，又可分为：工程治理措施和物理化学修复两大类。工程治理措施主要包括：客土、换土、去表土和深耕翻土等措施；物理化学修复主要包括：固化、电动修复、络合淋洗、蒸汽浸提、氧化还原等。

公开号为CN 103302092A，公开日为2013年09月18日的中国专利文献公开了一种土壤重金属Cr、Cu、Pb、Zn污染快速钝化修复方法，通过将成分为九水合硅酸钠，即偏硅酸钠修复剂溶液喷洒于土壤中，其土壤含水率20-25%，温度为15-22℃，钝化作用时间为15天。

该专利文献公开的土壤重金属修复方法，其使用条件相当苛刻，须同时保证土壤含水率在20-25%，温度在15-22℃，而工程应用很难同时满足这两个条件，实施难度大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种利用处理四氯化硅得到的水合硅酸钙修复土壤重金属污染的方法，本发明通过将稀释后的水合硅酸钙乳液喷洒在含重金属的土壤表面，即可均匀渗入土层，水合硅酸钙与重金属反应生成不溶于水的盐类，迅速沉降，利用多孔性吸附重金属，从而限制重金属在土壤中的迁移，减少农作物的吸收，降低污染，具有实施容易、修复快的特点。

本发明采用的技术方案为：

一种利用处理四氯化硅得到的水合硅酸钙修复土壤重金属污染的方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

A、将四氯化硅放入水解槽，向水解槽中加水，四氯化硅与水的重量比为1:20，同时加入纳米二氧化钛固载催化片进行催化反应，催化1-3小时，制得硅酸和盐酸的混合液；

B、在容器中加入生石灰和水，生石灰与水的重量比为1：10，制得石灰乳液；

C、将步骤A中的硅酸和盐酸混合液与步骤B中的石灰乳液混合反应, pH值控制在7-9，搅拌均匀，反应制得水合硅酸钙沉淀和氯化钙溶液；

D、将步骤C中制得的水合硅酸钙沉淀和氯化钙溶液分离，得到水合硅酸钙；

E、将步骤D中制得的水合硅酸钙用清水洗涤两次，加清水摇匀，得到乳白色水合硅酸钙乳液；

F、将步骤E中制得的水合硅酸钙乳液用水稀释喷洒在含重金属土壤的表面。

所述步骤A中的纳米二氧化钛固载催化片从下到上依次由陶瓷本体、釉面层和纳米二氧化钛膜面层构成，釉面层附着在陶瓷坯体表面上，纳米二氧化钛膜面层烧固在釉面层上。

所述步骤E中制得的水合硅酸钙乳液的浓度为950克/升。

所述步骤F中水合硅酸钙乳液加水稀释5倍，稀释后的水合硅酸钙乳液浓度为190克/升，喷洒量为65公斤/亩。