一種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備 及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 重金屬一般是指比重在4. 0以上的約60種元素或比重在5. 0以上的約45種元素。 在環(huán)境污染研究中的重金屬主要是指？13工(1、取、(>以及類(lèi)金屬48等生物毒性顯著的元素， 還包括具有一定毒性的重金屬Zn、Cu、Co、Ni和Sn等元素。有些重金屬元素是人體和其它 生物體必需的元素，但是其濃度超過(guò)一定范圍就會(huì)引起中毒。
[0003] 重金屬通常具有急性或慢性毒性，有時(shí)會(huì)以更復(fù)雜的方式毒害人體，如致癌或非 直接地引發(fā)某些疾病。在各類(lèi)危險(xiǎn)廢物中，重金屬?gòu)U物占有很大的比重。它們以各種各樣 的方式危害人體和其它生物體。特別是在安全填埋處置過(guò)程中，由于重金屬的不可降解性 決定了其將長(zhǎng)期存在于填埋場(chǎng)中，對(duì)填埋場(chǎng)周?chē)沫h(huán)境構(gòu)成極大的潛在威脅。土壤或灌溉 水中的重金屬會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響，并且將在植物的葉、莖或根部富集，以至其影響 波及整個(gè)食物鏈。
[0004] 土壤重金屬污染是指人類(lèi)生產(chǎn)、人類(lèi)活動(dòng)中將重金屬輸入土壤中，引起土壤重金 屬含量明顯高于背景含量，并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。自從上世紀(jì)發(fā)生在日本的由 汞污染引起的"水俁病"和由鎘污染引起的"骨痛病"事件，以及在歐洲一些國(guó)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn) 重金屬污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，使得關(guān)于重金屬污染與防治的研究倍受重視。重金屬?gòu)U物來(lái) 源廣泛，涉及礦山、冶金、機(jī)械制造、化工、電子和儀表等行業(yè)。另一方面，隨著對(duì)重金屬毒理 學(xué)的深入研究及檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，重金屬?gòu)U物的處理處置標(biāo)準(zhǔn)也逐漸趨向嚴(yán)格。這一點(diǎn)體 現(xiàn)在需要監(jiān)測(cè)的重金屬類(lèi)別的增加，以及所需達(dá)到的重金屬排放或浸出濃度的降低。關(guān)于 重金屬?gòu)U物的處理，除了其中較高濃度達(dá)到回收利用價(jià)值的一部分可回收利用外，其余大 部分都需進(jìn)行固化穩(wěn)定化處理，減少生物可獲取性，以達(dá)到無(wú)害化的目的。因此，研究高效、 經(jīng)濟(jì)的重金屬固化穩(wěn)定化藥劑及技術(shù)對(duì)于保護(hù)人類(lèi)健康和維持生態(tài)平衡具有重要意義。
[0005] 目前重金屬污染土壤修復(fù)方法的主要原理有兩種：改變重金屬在土壤中的存在形 式，降低其毒性和生物獲取性；將土壤中重金屬去除。根據(jù)原理目前典型修復(fù)方法主要有以 下幾種：
[0006] 1、植物修復(fù)法：植物修復(fù)法是利用種植某種植物來(lái)凈化受重金屬污染的土壤和水 體。植物修復(fù)法按其修復(fù)的機(jī)理和過(guò)程可分為植物萃取、植物固定、植物揮發(fā)、根系過(guò)濾、植 物降解。其中，植物萃取是指利用植物根系吸收土壤污染物質(zhì)并運(yùn)送至植物地上部，通過(guò)收 割地上部物質(zhì)而達(dá)到去除土壤中污染物的一種方法。這種方法的不足之處為治理周期漫 長(zhǎng)，后期植物收集、處理工藝較為復(fù)雜，維護(hù)管理周期長(zhǎng)。
[0007] 2、固定穩(wěn)定化：固定穩(wěn)定化一般采用重金屬有機(jī)螯合劑或者固化穩(wěn)定劑與污染土 壤中重金屬反應(yīng)，生成穩(wěn)定物質(zhì)，從而降低重金屬的浸出毒性，達(dá)到修復(fù)的目的。目前采用 的無(wú)機(jī)土壤固化劑一般以普通硅酸鹽水泥為主要原料，配合其他膠凝材料，堿激發(fā)劑和表 面活性劑混合后進(jìn)行土壤修復(fù)，但這類(lèi)固化穩(wěn)定劑對(duì)于復(fù)合型重金屬污染效果一般。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種處理重金屬污染土壤的固化 穩(wěn)定劑制備及其使用方法。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0010] 一種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備，所述固化穩(wěn)定劑包括基本組分和特 殊添加組分，所述基本組分包括：鎂基化合物為90-65% ;鈣基化合物10-35%，所述特殊添 加組分包括磷化物和硫化物，加入量按照所述特殊添加組分和污染土壤中重金屬含量以摩 爾比P : M= 2~50 : 1加入，將所述基本組分和特殊組分按比例混合均勻，得到所述的 固化穩(wěn)定劑。
[0011] 具體地，所述基本組分均磨制成粒度不小于250目的物料。
[0012] 具體地，所述特殊添加組分中的所述磷化物或所述硫化物根據(jù)土壤中含鉛、汞、鎘 和六價(jià)鉻重金屬污染時(shí)需要對(duì)應(yīng)添加。
[0013] 進(jìn)一步地，所述鎂基化合物為氧化鎂、氯化鎂和碳酸鎂中的一種或二種或三種按 比例混合。
[0014] 進(jìn)一步地，所述鈣基氧化物為氧化鈣和碳酸鈣中的一種或二種按比例混合。
[0015] 進(jìn)一步地，針對(duì)特殊重金屬（鉛、汞、鎘和六價(jià)鉻重金屬）的添加的所述磷化物為 磷酸二氫鉀、磷酸一氫鉀、磷酸鉀和磷酸鈉中的一種或多種按比例混合。
[0016] 進(jìn)一步地，針對(duì)特殊重金屬（鉛、汞、鎘和六價(jià)鉻重金屬）的添加的所述硫化物為 硫化鉀、硫化鈉和硫化亞鐵中的一種或二種按比例混合。
[0017] 一種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備的使用方法，包括以下步驟：
[0018] (1)檢測(cè)待處理污染土壤中重金屬的成分、含量及浸出毒性，進(jìn)入下一步驟；
[0019] (2)根據(jù)上一步驟中的檢測(cè)結(jié)果，按重量比，重金屬污染土壤：固化穩(wěn)定劑=10~ 100 : 1添加固化穩(wěn)定劑，將固化穩(wěn)定劑采用翻耕攪拌或土壤改良機(jī)混合的方式將待處理 土壤連同固化穩(wěn)定劑攪拌混合均勻，形成混合土壤；通過(guò)加水方式，保持混合土壤的含水量 在20%或20%以上，進(jìn)入下一步驟；
[0020] (3)對(duì)混合土壤進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在5天或5天以上，讓混合土壤中的固化 穩(wěn)定劑發(fā)生水化、膠凝、結(jié)晶、礦化和共沉淀等作用與被污染土壤中的重金屬發(fā)生反應(yīng)，以 不溶性礦化結(jié)晶物的形式存在，減少重金屬的析出性和生物可獲得性，進(jìn)入下一步驟；
[0021] (4)采樣檢測(cè)混合土壤中重金屬的浸出毒性；按照《固體廢物浸出毒性浸出方案 硫酸硝酸法》（HJ / T299-2007)或其他公知的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行浸出毒性測(cè)試，如果檢測(cè)不符 合環(huán)保要求，增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間，必要時(shí)加水，直到檢測(cè)結(jié)果符合環(huán)保要求。
[0022] 具體地，如重金屬污染土壤中含有鉛、汞、鎘和六價(jià)鉻重金屬浸出濃度超標(biāo)需 要處理，則需要將特殊添加組分按照特殊添加組分和污染土壤中重金屬含量以摩爾比 P : M=2~50 : 1加入基本組分后配制成固化穩(wěn)定劑，然后進(jìn)行步驟（2)到步驟（4)。
[0023] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0024] 本發(fā)明為一種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備及其使用方法，與現(xiàn)有固化 穩(wěn)定化處理中加入的固化穩(wěn)定劑相比，本發(fā)明的固化穩(wěn)定劑具有原料廣泛，取材簡(jiǎn)單，制備 方法簡(jiǎn)單易行，使用效果以及使用方法簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)，具有推廣使用的價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0026] 在此發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限 定。
[0027] 一種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備，固化穩(wěn)定劑包括基本組分和特殊添 加組分，基本組分包括：鎂基化合物為90-65% ;鈣基化合物10-35%，特殊添加組分包括 磷化物和硫化物，加入量按照特殊添加組分和污染土壤中重金屬含量以摩爾比P : M=2~ 50 : 1加入，將基本組分和特殊組分按比例混合均勻，得到的固化穩(wěn)定劑。
[0028] 基本組分均磨制成粒度不小于250目的物料。鎂基化合物為氧化鎂、氯化鎂和碳 酸鎂中的一種或二種或三種按比例混合。鈣基氧化物為氧化鈣和碳酸鈣中的一種或二種按 比例混合。
[0029] 特殊添加組分中的磷化物或硫化物根據(jù)土壤中含鉛、汞、鎘和六價(jià)鉻重金屬污染 時(shí)需要對(duì)應(yīng)添加。針對(duì)特殊重金屬（鉛、汞、鎘和六價(jià)鉻重金屬）的添加的磷化物為磷酸二 氫鉀、磷酸一氫鉀、磷酸鉀和磷酸鈉中的一種或多種按比例混合。針對(duì)特殊重金屬（鉛、汞、 鎘和六價(jià)鉻重金屬）的添加的硫化物為硫化鉀、硫化鈉和硫化亞鐵中的一種或二種按比例 混合。
[0030] -種處理重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定劑制備的使用方法，包括以下步驟：
[0031] (1)檢測(cè)待處理污染土壤中重金屬的成分、含量及浸出毒性，進(jìn)入下一步驟；
[0032] (2)根據(jù)上一步驟中的檢測(cè)結(jié)果，按重量比，重金屬污染土壤：固化穩(wěn)定劑=10~ 100 : 1添加固化穩(wěn)定劑，將固化穩(wěn)定劑采用翻耕攪拌或土壤改良機(jī)混合的方式將待處理 土壤連同固化穩(wěn)定劑攪拌混合均勻，形成混合土壤；通過(guò)加水方式，保持混合土壤的含水量 在20%或20%以上，進(jìn)入下一步驟；
[0033] (3)對(duì)混合土壤進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在5天或5天以上，讓混合土壤中的固化 穩(wěn)定劑發(fā)生水化、膠凝、結(jié)晶、礦化和共沉淀等作用與被污染土壤中的重金屬發(fā)生反應(yīng)，以 不溶性礦化結(jié)晶物的形式存在，減少重金屬的析出性和生物可獲得性，進(jìn)入下一步驟；
[0034] (4)采樣檢測(cè)混合土壤中重金屬的浸出毒性；按照《固體廢物