[发明专利]一种应用于重度镉污染土壤的专用固化剂及其应用方法

说明书

本发明公开了一种应用于重度镉污染土壤的专用固化剂及其应用方法，该专用固化剂的pH值为9～12；以重量份数计，包括以下组分：水泥30～50份；煅烧贝壳粉20～30份；生物炭10～20份；聚丙烯纤维2～10份；聚硫酸铁8～12份。本发明采用水泥、煅烧贝壳粉、生物炭、聚丙烯纤维和聚硫酸铁进行组合，得到的专用固化剂不仅能够提高重度镉污染土壤的抗压强度，防止开裂和二次泥化，而且显著提高重金属镉的固化性能，降低重金属镉的浸出浓度，使得土壤在长时间老化的过程中不再释放出重金属镉。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染固化技术领域，尤其涉及一种应用于重度镉污染土壤的专用固化剂及其应用方法。

背景技术

随着我国工业化与城市化的飞速发展，土壤重金属污染问题日益严重，不仅导致耕地质量严重下降，而且还会进入食物链影响作物品质与安全，进而严重威胁到社会经济可持续发展。2014年全国土壤污染调查公报调查显示全国土壤总超标率为16.1％，重金属Cd的点位超标率高达7.0％，其中重度污染占0.5％，位居所有污染物的首位。因此，对重度镉污染土壤开展修复已经成为亟待解决的关键问题。

当前土壤镉污染修复技术主要包括植物修复、原位修复、淋洗修复、电动力修复以及固化修复。植物修复通过种植重金属超积累植物对土壤中的镉元素进行吸收提取，进而降低土壤中镉元素的含量，该方法具有绿色环保且无二次污染的优点，但存在修复效率低、修复周期长、仅限轻微污染地区应用等缺点；原位修复是通过向镉污染土壤中添加稳定化材料来降低镉元素的生物有效性的方法，虽然该方法能有效的降低作物对土壤镉的吸收富集，但长期添加稳定化材料对土壤结构、理化、肥力等特性容易产生破坏性的影响，且仅限轻中度镉污染地区应用；淋洗修复是通过以螯合剂等活化剂作为淋洗液，通过淋洗作用去除土壤中镉元素的方法，该方法修复效率高，修复时间段，但该方法的修复成本较高，且易造成二次污染；电动力修复是通过外加电极施加外源电场，通过电迁移、电驱动等作用驱使土壤镉离子向特定的方向迁移，进而去除土壤中镉元素的方法，该方法对土壤结构破坏性小，不易产生二次污染，但该方法不适用于大面积镉污染土壤的推广修复；而固化修复方法简单，修复效率高，适用于重度镉污染土壤的修复利用，具有较高的应用前景与潜力。

申请公布号为CN106701088A的发明专利申请公布了一种用于修复重金属污染土壤的复合固化剂及其应用方法。该复合固化剂主要有固化剂液剂(水玻璃)与固化剂粉剂(质量份计：生石灰3份、钢渣粉3份、磷酸盐2份、水泥3份)组成，该专利具有制备工艺简单、材料来源广泛、修复效果好等优点。但该固化剂修复的镉污染的土壤抗压性较差，容易出现开裂与二次泥化现象。另外，由于镉元素自身的强迁移性等特征，修复后的镉污染土壤在长时间老化过程中容易再度释放出镉，进而造成二次污染。

因此，开发一种应用于重度镉污染的专用固化剂来弥补当前固化剂存在的缺陷就显得非常必要。

发明内容

本发明的目的是解决当前重金属污染土壤固化剂应用中的不足，提供一种应用于重度镉污染土壤的专用固化剂及其应用方法，该专用固化剂不仅能够提高重度镉污染土壤的抗压强度，防止开裂和二次泥化，而且显著提高重金属镉的固化性能，降低重金属镉的浸出浓度，使得土壤在长时间老化的过程中不再释放出重金属镉。

具体技术方案如下：

一种应用于重度镉污染土壤的专用固化剂，该专用固化剂的pH值为9～12；以重量份数计，包括以下组分：

进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥；以百分数计，所述硅酸盐水泥的化学组成为：CaO 59～60％，Al₂O₃ 5.0～6.0％，SiO₂ 24.0～25.0％，Fe₂O₃ 3.0～4.0％，K₂O 0.5～1.0％，SO₃ 4.0～5.0％。上述配比的水泥能够具有好的抗压强度。