本申請(qǐng)屬于土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，土壤重金屬污染已成為人們重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。其中鉛污染土壤較為嚴(yán)重，含鉛土壤不僅影響土壤微生物、酶活性以及理化性質(zhì)，而且會(huì)二次污染地表水和地下水，并且通過(guò)食物鏈危害人類健康。造成土壤鉛污染的主要原因歸結(jié)為燃煤、工業(yè)用鉛以及汽車尾氣等。鉛污染土壤的修復(fù)方法主要有固化穩(wěn)定法、植物修復(fù)和化學(xué)萃取等。其中植物修復(fù)是公認(rèn)的較為理想的原位土壤治理技術(shù)，但存在明顯的缺點(diǎn)：超累積植物往往植株矮小、生物量較低、生長(zhǎng)速度慢、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)；植物修復(fù)受到土壤類型、溫度、濕度和營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境條件的限制。土壤萃取過(guò)程包括了萃取液向土壤表面擴(kuò)散、對(duì)污染物質(zhì)的溶解、萃取出的污染物在土壤內(nèi)部擴(kuò)散、萃取出的污染物從土壤表面向流體擴(kuò)散等過(guò)程。但是化學(xué)萃取液中往往含有大量的重金屬，如果不加以處理而直接排放會(huì)造成二次污染。固化穩(wěn)定法，主要以降低其含量或使其鈍化的策略以達(dá)到改善土壤理化性質(zhì)，最終以恢復(fù)土壤生態(tài)的正常功能為目的。該方法的關(guān)鍵是選擇經(jīng)濟(jì)有效的固化劑，通過(guò)加入固化劑，繼而產(chǎn)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化、氧化還原等一系列反應(yīng)，降低重金屬離子在土壤環(huán)境中的生物有效性和遷移性。但是目前的固化穩(wěn)定法適用于污染程度并不嚴(yán)重的土壤，且修復(fù)成本較低，有一定的應(yīng)用空間。而且該修復(fù)方法無(wú)法徹底根除土壤表層的鉛元素，修復(fù)效果具有一定的暫時(shí)性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本申請(qǐng)針對(duì)上述的問(wèn)題，提供了一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明能夠有效穩(wěn)定固化污染土壤的重金屬鉛，并且經(jīng)過(guò)修復(fù)的土壤，滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，可送入生活垃圾填埋場(chǎng)填埋處理。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑，按照重量份包括以下組分：水泥4～5份、粉煤灰2～3份、脫硫石膏1～2份。進(jìn)一步地，水泥選自硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥。本發(fā)明還提供一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1、按照重量份稱量以下組分：水泥4～5份、粉煤灰2～3份、脫硫石膏1～2份；步驟2、將稱量好的各個(gè)組分混合均勻，制備得到用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑粉劑。本發(fā)明還提供一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑在鉛污染土壤的修復(fù)中的應(yīng)用，包括以下步驟：步驟1、鉛污染土壤的預(yù)處理：將需要修復(fù)鉛質(zhì)量含量為0.1％-1.5％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；步驟2、配制用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑：將4～5份水泥、2～3份粉煤灰、1～2份脫硫石膏混合均勻，得到固用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑粉劑；步驟3、固化修復(fù)：將步驟2配制的固化劑粉劑與鉛污染土壤混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水，經(jīng)5～7天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。進(jìn)一步地，步驟1中的開(kāi)挖深度為40～50cm。進(jìn)一步地，步驟3中的固化劑粉劑與鉛污染土壤的質(zhì)量比為15～20:100。進(jìn)一步地，步驟3中的加入水后的含水率達(dá)20～30％。進(jìn)一步地，步驟3中的鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)可以獲得包括以下技術(shù)效果：1)本發(fā)明使用的固化劑中，水泥、粉煤灰和脫硫石膏均為常用的固化劑。其中水泥的固化作用是鉛等重金屬通過(guò)化學(xué)吸收、吸附、離子交換、沉降、包封等技術(shù)與水泥發(fā)生水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物，最終以氫氧化物或絡(luò)合物的形式固定在水泥水化產(chǎn)物上，同時(shí)添加水泥能夠提高土壤的pH，使重金屬轉(zhuǎn)化為溶解度較低的氫氧化物或碳酸鹽類沉淀，從而抑制了重金屬的浸出與遷移。脫硫石膏和粉煤灰是兩種儲(chǔ)量巨大的工業(yè)廢渣，脫硫石膏的大量產(chǎn)生給堆放造成負(fù)擔(dān)，粉煤灰由于其惰性，大多作為惰性填充材料使用，這兩種工業(yè)常見(jiàn)的廢棄物利用率較低，而合理利用這些工業(yè)廢渣是保護(hù)環(huán)境的重要舉措！石膏屬于氣硬性膠凝材料，具有良好的早期強(qiáng)度，但是耐水性較差，加入粉煤灰和少量水泥能夠提高其強(qiáng)度和耐水性；水泥和粉煤灰屬于水硬性膠凝材料，強(qiáng)度和耐水性能優(yōu)良，但其早期收縮大，不利于應(yīng)用，而石膏的微膨脹效應(yīng)改善了水泥粉煤灰結(jié)構(gòu)的早期收縮，同時(shí)硫酸鹽激發(fā)作用促進(jìn)粉煤灰的水化，能改善粉煤灰的微結(jié)構(gòu)2)本申請(qǐng)通過(guò)合理配比水泥、粉煤灰和脫硫石膏，通過(guò)三種固化劑的協(xié)同作用，使得三種固化劑相互配合，很好的實(shí)現(xiàn)了三種固化劑的合作固化作用。通過(guò)將鉛污染土壤破碎、篩分及混合，很好的均勻化了土壤中的鉛污染，然后與水泥、粉煤灰和脫硫石膏混合，可以保證固化劑更好的與土壤混合。由于水泥、粉煤灰和脫硫石膏加入時(shí)并沒(méi)有水份，所以僅起到混合均勻的作用不發(fā)生固化穩(wěn)定反應(yīng)。當(dāng)三種固化劑加入完全后，再加入水至含水率達(dá)20～30％，可以保證三種固化劑的同時(shí)協(xié)調(diào)作用，水的加入量不宜過(guò)多，不利于水泥和生石灰的固化作用從而影響整體固化劑的作用。另外，本申請(qǐng)中使用的水泥為工業(yè)常用硅酸鹽水泥。由于土壤中的鉛大多數(shù)停留在表層土壤，并且具有長(zhǎng)期性，隨土壤的深度增加而劇烈減低，隨時(shí)間推移污染深度加深。因此本申請(qǐng)開(kāi)挖的深度為30～40cm，其鉛的含量較大，污染較為嚴(yán)重。修復(fù)5～7天，土壤中的鉛失去生物有效性，并且該修復(fù)后的土壤滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，從而實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)。3)本發(fā)明提供的固化劑具有穩(wěn)定、持久的固化作用，固化效果良好。本發(fā)明的修復(fù)方法能夠有效的降低污染土壤中的鉛，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛污染土壤的修復(fù)治理，調(diào)整效果好，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，修復(fù)后的土壤中鉛的含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，適合推廣應(yīng)用。當(dāng)然，實(shí)施本申請(qǐng)的任一產(chǎn)品必不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有技術(shù)效果。具體實(shí)施方式以下將配合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)的實(shí)施方式，藉此對(duì)本申請(qǐng)如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。本發(fā)明提供一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑，按照重量份包括以下組分：水泥4～5份、粉煤灰2～3份、脫硫石膏1～2份。本發(fā)明還提供一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1、稱量：按照重量份稱量以下組分：水泥4～5份、粉煤灰2～3份、脫硫石膏1～2份；步驟2、將稱量好的各個(gè)組分混合均勻，制備得到用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑粉劑。本發(fā)明提供一種用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑在鉛污染土壤的修復(fù)中的應(yīng)用，包括以下步驟：步驟1、鉛污染土壤的預(yù)處理：將需要修復(fù)鉛質(zhì)量含量為0.1％-1.5％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為40～50cm，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；步驟2、配制用于鉛污染土壤修復(fù)的固化劑：將4～5份水泥、2～3份粉煤灰、1～2份脫硫石膏混合均勻，得到固化劑粉劑；步驟3、固化修復(fù)：將步驟2配制的固化劑粉劑與鉛污染土壤按照質(zhì)量比為15～20:100混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水至含水率達(dá)20～30％，經(jīng)5～7天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。實(shí)施例1一種鉛污染土壤的修復(fù)方法，它包括以下步驟：A，鉛污染土壤的處理首先，將需要修復(fù)鉛含量為0.1％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為35cm，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；B，固化劑的配制將10份硅酸鹽水泥、6份粉煤灰和4份脫硫石膏混合均勻，得到固化劑粉劑；C，固化修復(fù)首先將步驟B配制的固化劑粉劑與100份鉛污染土壤混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水至含水率達(dá)20～30％，經(jīng)5天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。實(shí)施例2一種鉛污染土壤的修復(fù)方法，它包括以下步驟：A，鉛污染土壤的處理首先，將需要修復(fù)鉛含量為0.5％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為35cm，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；B，固化劑的配制將10份硅酸鹽水泥、6份粉煤灰和4份脫硫石膏混合均勻，得到固化劑粉劑；C，固化修復(fù)首先將步驟B配制的固化劑粉劑與100份鉛污染土壤混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水至含水率達(dá)20～30％，經(jīng)5天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。實(shí)施例3一種鉛污染土壤的修復(fù)方法，它包括以下步驟：A，鉛污染土壤的處理首先，將需要修復(fù)鉛含量為1.5％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為40cm，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；B，固化劑的配制將10份硅酸鹽水泥、6份粉煤灰和4份脫硫石膏混合均勻，得到固化劑粉劑；C，固化修復(fù)首先將步驟B配制的固化劑粉劑與100份鉛污染土壤混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水至含水率達(dá)20～30％，經(jīng)5天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。實(shí)施例4一種鉛污染土壤的修復(fù)方法，它包括以下步驟：A，鉛污染土壤的處理首先，將需要修復(fù)鉛含量為0.5％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為45cm，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；B，固化劑的配制將8份硅酸鹽水泥、5份粉煤灰和2份脫硫石膏混合均勻，得到固化劑粉劑；C，固化修復(fù)首先將步驟B配制的固化劑粉劑與100份鉛污染土壤混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水至含水率達(dá)20～30％，經(jīng)5天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。實(shí)施例5一種鉛污染土壤的修復(fù)方法，它包括以下步驟：A，鉛污染土壤的處理首先，將需要修復(fù)鉛含量為1％的土壤進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為45cm，將土壤轉(zhuǎn)移至土壤修復(fù)專用場(chǎng)所；B，固化劑的配制將10份硅酸鹽水泥、4份粉煤灰和2份脫硫石膏混合均勻，得到固化劑粉劑；C，固化修復(fù)首先將步驟B配制的固化劑粉劑與100份鉛污染土壤混合均勻后，再逐步加水，使其與土壤充分混合；然后加入水至含水率達(dá)20～30％，經(jīng)5天后，修復(fù)完成；最后將修復(fù)后的鉛污染土壤進(jìn)行安全填埋。鉛污染土壤與固化劑粉劑混合前，將鉛污染土進(jìn)行破碎，用2mm篩進(jìn)行篩分，用攪拌機(jī)攪拌10分鐘。其中，實(shí)施例1～3的鉛污染土壤修復(fù)后的滲透系數(shù)如表1所示：表1實(shí)施例1～3的鉛污染土壤修復(fù)后0.2Mpa滲透壓下的滲透系數(shù)鉛污染土壤滲透系數(shù)(cm/s)實(shí)施例14.92935x10-8實(shí)施例21.2253x10-7實(shí)施例33.10078x10-6修復(fù)處理后，鉛污染土壤的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度如表2所示：表2實(shí)施例1～3的鉛污染土壤修復(fù)后的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度鉛污染土壤修復(fù)后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度(Mpa)實(shí)施例10.487實(shí)施例20.470實(shí)施例30.35上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明所述固化劑可以明顯降低重金屬污染重鉛的滲透性，同時(shí)提高重金屬污染重鉛的強(qiáng)度?？捎糜谥亟饘巽U污染土壤的治理修復(fù)。綜上所述，本發(fā)明的固化劑及其利用該固化劑進(jìn)行的修復(fù)方法具有很好的修復(fù)作用。并且本發(fā)明的修復(fù)方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉，適于推廣應(yīng)用。如在說(shuō)明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定成分或方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，不同地區(qū)可能會(huì)用不同名詞來(lái)稱呼同一個(gè)成分。本說(shuō)明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分成分的方式。如在通篇說(shuō)明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開(kāi)放式用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問(wèn)題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。說(shuō)明書后續(xù)描述為實(shí)施本申請(qǐng)的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說(shuō)明本申請(qǐng)的一般原則為目的，并非用以限定本申請(qǐng)的范圍。本申請(qǐng)的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。還需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。上述說(shuō)明示出并描述了發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3