[发明专利]一种镉污染土壤固废基钝化剂的制备和应用方法

说明书

本发明涉及一种镉污染土壤固废基钝化剂，包括改性高炉渣、改性粉煤灰和改性生物炭。改性高炉渣为高炉渣经盐酸改性后制得，改性粉煤灰为粉煤灰经NaOH改性后制得，改性生物炭为生物炭经壳聚糖改性后制得。本发明还涉及一种镉污染土壤固废基钝化剂的制备方法，将改性高炉渣、改性粉煤灰和改性生物炭均匀混合，加水搅拌，干燥，得到镉污染土壤固废基钝化剂。本发明还涉及一种应用镉污染土壤固废基钝化剂修复镉污染土壤的方法。其有益效果是，镉污染土壤固废基钝化剂成本低，经改性后形成的改性高炉渣、改性粉煤灰和改性生物炭的比表面积增大且吸附位点增多，以增大其与镉污染土壤中的镉离子的接触面积，进而提高其吸附效果，以降低镉污染土壤中有效态镉含量。

技术领域

本发明涉及镉污染土壤治理与修复技术领域，尤其涉及一种镉污染土壤固废基钝化剂的制备和应用方法。

背景技术

根据环境保护部和国土资源部2014年4月17日公布的《全国土壤污染状况调查公报》，截止公布日期，我国土壤的总点位超标率为16.1％，其中，耕地土壤的点位超标率高达19.4％，按照污染程度划分，耕地土壤中轻微、轻度、中度和重度污染的点位超标率分别为13.7％、2.8％、1.8％和1.1％。其中，点位超标率表示土壤超标点位的数量占调查点位总数量的比例。当前，全国的耕地土壤面积为20.27亿亩，而受污染的耕地面积达3.9亿亩，耕地土壤的受污染状况形势严峻。

耕地土壤中的污染物主要为镉等重金属，人类在长期摄入含镉食物后会影响钙和磷的代谢，进而引发肾和肝等器官的病变，诱发骨质疏松、骨质软化和肾结石等疾病。由于镉对人体的危害性较大，国际上将镉列为重点研究的环境污染物和食品污染物。因此，针对镉污染土壤的修复任务迫在眉睫。

现有的土壤污染修复技术包括物理修复技术和化学修复技术两大类，由于物理修复技术的费用高昂，目前普遍采用价格相对较低的化学修复技术进行土壤修复。化学修复技术按照是否和污染物发生化学反应划分为稳定化技术和固定化技术。其中，稳定化技术能够将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式以降低污染物的危害性。固化技术通过将污染物封入惰性基材中，或在污染物外包覆低渗透性的材料，以减少污染物的受淋滤面积，进而限制污染物迁移。当前普遍采用固定化技术和稳定化技术相结合的修复技术，以提高稳定化效果。

当前，常用的土壤重金属固定/稳定化材料主要包括：石灰和碳酸盐矿物修复材料、含磷材料、含硅材料、金属及金属氧化物材料和新型材料等。在大面积修复镉污染土壤时，由于这些钝化剂的价格较高，导致修复成本也较高。

综上，当前亟需一种成本较低且防护效果较好的镉污染土壤固废基钝化剂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种镉污染土壤固废基钝化剂及其制备方法和修复镉污染土壤的方法，其解决了现有的钝化剂的价格较高导致镉污染土壤的修复成本较高的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种镉污染土壤固废基钝化剂，包括改性高炉渣、改性粉煤灰和改性生物炭；

所述改性高炉渣为高炉渣经盐酸改性后制得，所述改性粉煤灰为粉煤灰经NaOH改性后制得，所述改性生物炭为生物炭经壳聚糖改性后制得。

根据本发明，所述改性高炉渣的粒径小于150um；

所述改性粉煤灰的粒径小于150um。

根据本发明，所述改性高炉渣为中性；

所述改性粉煤灰为中性；

所述改性生物炭为中性。

根据本发明，所述改性高炉渣、所述改性粉煤灰和所述改性生物炭的质量比为0.5-1：1-2：3-4。