[发明专利]修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂及其制备和应用

说明书

本发明提供了一种修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂，所述修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂为非晶纳米零价铁锰蛇纹石复合材料；其中，所述非晶纳米零价铁锰蛇纹石复合材料呈附着小颗粒的分布散乱的多层级结构。相比于现有技术，所述修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂实现了对铅镉砷复合污染土壤中的阴阳离子的共同稳定化；还具有磁性可回收进行二次利用，实现材料与修复土壤的有效分离重复利用，降低了土壤中残留的重金属污染物，大大提高了处理过程的环保性与经济性。提供的土壤稳定剂的制备方法简单，反应条件可控，可以稳定实现土壤稳定剂中的铁锰的非晶化。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复领域，尤其涉及一种修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂及其制备和应用。

背景技术

重金属对土壤的污染是全世界公认的环境问题。大量研究表明，土壤中重金属的过度积累往往威胁人类健康、食品安全和土壤生态。由于工农业的快速发展，以及世界人口的巨大增长对自然生态系统的干扰，重金属污染已成为对环境和粮食安全的严重威胁，与有机污染物不同，重金属污染具有隐蔽性、持久性和不可逆转性，不仅会降低水体、大气和粮食作物的质量，还对人类的健康和福祉构成巨大威胁，因此研究铅、镉、砷复合污染土壤的修复治理已经迫在眉睫。

现有重金属污染土壤修复按照工艺原理主要归纳为三类：物理修复、化学修复、生物修复。其中，化学修复中的稳定化已被证明是一种有效、方便和低成本的修复方法，目前常用于复合污染土壤的化学钝化剂有碱性物质、磷酸盐化合物、金属及其氧化物、粘土矿物类等。铅、镉和砷在土壤里具有完全相反的化学行为，并且三价砷的毒性远大于五价砷，在复合污染物的土壤中，单一的钝化剂难以达到修复要求，使得同步稳定铅、镉、砷困难重重。

目前在对铅镉砷复合污染土壤的修复上，对重金属铅、镉、砷的同步稳定效果较差，即对重金属铅、镉、砷的稳定化效率较低，尤其是在同步稳定处理过程中，对铅的稳定化效率甚至达不到40％。

而且，现有技术中，非晶纳米零价铁完全非晶化困难、易团聚不稳定。

鉴于此，有必要针对铅镉砷复合污染土壤的修复过程中存在的上述问题提供一种修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂及其制备和应用，旨在实现铅镉砷复合污染土壤中的铅、镉、砷的同步稳定高效处理，降低土壤毒性，同时不造成二次污染。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂及其制备和应用，旨在解决现有技术土壤稳定剂修复重金属污染种类单一、被固定的重金属易重新释放且稳定化效率低、土壤稳定剂的加入为土壤引入新污染源等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂，所述修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂为非晶纳米零价铁锰蛇纹石复合材料；其中，所述非晶纳米零价铁锰蛇纹石复合材料呈附着小颗粒的分布散乱的多层级结构。

本发明还提供了一种修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂的制备方法，包括步骤：

S1，获得热活化的蛇纹石。

S2，将所述热活化的蛇纹石与铁盐溶液混合后，加入有机胺类溶液，得第一混合液。

S3，向所述第一混合液中加入锰盐溶液混合后，得第二混合液。

S4，向所述第二混合液中滴加硼氢化物溶液，在保护气体的作用下反应得所述修复铅镉砷复合污染的土壤稳定剂。

进一步地，在所述步骤S1中，所述获得热活化的蛇纹石的方法为对蛇纹石进行煅烧并研磨过筛，得所述热活化的蛇纹石；其中，所述煅烧的温度为600～800℃；所述研磨过筛后粒径2.5μm。

进一步地，在所述步骤S2中，所述热活化的蛇纹石与所述铁盐的质量比为1：3～5；所述有机胺类溶液和所述铁盐溶液的摩尔浓度比为1：1～3。

进一步地，所述铁盐溶液中的溶质氯化铁或硝酸铁中的一种或多种；所述有机胺类溶液包括二乙烯三胺溶液。