[发明专利]一种用于重金属Cd污染土壤的新型复合固化剂及其使用方法

说明书

本发明提供一种用于重金属Cd污染土壤的新型复合固化剂及其使用方法，成分包括赤泥、高炉矿渣和碱激发剂或者赤泥、粉煤灰和碱激发剂，赤泥与高炉矿渣的混合比为7:3，赤泥与粉煤灰的混合比为1:1。碱性激发剂的NaOH与Na₂SiO₃的比例为9:1。将待修复土壤破碎筛分得细粒土，将高炉矿渣混合物或粉煤灰混合物与细粒土充分混合，搅拌均匀成细粒土复合物。将碱性激发剂的水溶液均匀喷洒至细粒土复合物中使含水率达到15～20％并充分混匀。将上述混合土壤静置7～28天，可固化重金属离子污染的土壤。本发明的固化剂不仅可以显著减少土壤中重金属的含量，还可以提高土体承载力，达到“以废治废”，“变废为宝”的效果。

技术领域

本发明属于污染土壤处理技术领域，具体涉及一种用于重金属Cd污染土壤的新型复合固化剂及其使用方法。

背景技术

近几年，我国城市工业化发展迅速，但环境污染问题也接踵而至。其中，土壤污染已经达到了不可忽视的程度，而重金属是主要污染源之一，直接关系到人类的生产生活以及健康问题。当前不仅要有效的处理重金属污染土壤，还需要与国家相关环境治理政策同向而行，因地制宜，探索经济、高效、环保的治理方法。

重金属，是指密度大于4.5g/cm³的金属，包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等，在环境污染方面，重金属主要是指汞(水银)、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。其主要来源于冶炼、采矿、电镀、农药化肥生产、电池、燃料等行业。大量的重金属扩散排放使得大面积的土体受到污染，调查显示，多个国家的土壤污染状况呈现逐年增长的趋势。

土壤污染修复技术是指应用化学、物理学和生物学的技术与方法以降低土壤中污染物的浓度、固定土壤污染物、将土壤污染物转化成为低毒或无毒物质、阻断土壤污染物在生态系统中的转移途径。理论上可行的修复技术有植物修复技术、微生物修复技术、化学修复技术、物理修复技术和综合修复技术等几大类。

物理修复法：修复效果明显，对于污染程度严重，面积小的土壤修复效果显著，且适应性广。但其对土壤本身的环境扰动很大，可能导致土壤结构破坏和肥力下降。

化学修复法：通过向土壤中加入添加剂，对土壤中的重金属离子产生吸附、沉淀、离子交换等作用从而改变金属离子的存在形式，从而降低其生物有效性和迁移性。比较常见的添加剂有水泥、石灰、粉煤灰、沸石、磷酸钙、磷酸盐、硅酸盐及一些对还原反应有促进作用的有机质等。但是这种修复技术并不能从根本上去除土壤中的污染物质。

生物修复法：利用各种生物(包括微生物、动物和植物)的特性，吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染土的毒性得到改善的治理技术。生物处理技术可以现场进行，降低运输成本，减少人类直接接触污染物质的机会且无二次污染问题。但是生物修复法存在局限性且周期长，不适当使用反而会使得土壤污染加重。

按修复土壤的位置又可分为原位修复技术和异位修复技术。

原位修复技术指在对未挖掘的土壤进行治理的过程中，对土壤没有太大扰动。其优点是比较经济有效，就地对污染物进行降解和减毒。无需建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输，操作维护较简单。此外，原位修复技术可以对深层次土壤污染进行修复。缺点是控制处理过程中产生的“三废”比较困难。

异位修复技术指对挖掘后的土壤进行修复的过程。异位修复分为原地处理和异地处理两种，原地处理指发生在原地的对挖掘出的土壤进行处理的过程。异地处理指将挖掘出的土壤运至另一地点进行处理的过程。其优点是对处理过程的条件控制较好、与污染物接触较好，容易控制处理过程中产生的“三废”的排放；缺点是在处理之前需要挖土和运输，会影响处理过的土壤的再使用且费用通常较高。