一種重金屬污染地下水原位修復(fù)材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種重金屬污染地下水原位修復(fù) 材料一一改性氫氧化鎂漿液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 重金屬及其化合物是無(wú)機(jī)化工的主要產(chǎn)品之一，在化工、機(jī)械等行業(yè)被廣泛運(yùn)用。 例如，鉛可用作耐硫酸腐蝕、防X射線、蓄電池的材料。其合金可作鉛字、軸承、電纜包皮、體 育運(yùn)動(dòng)器材鉛球等。鉻可用于制不銹鋼，汽車零件，工具，磁帶和錄像帶等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)國(guó) 民經(jīng)濟(jì)中約15%的產(chǎn)品與鉻及其化合物有關(guān)。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的重 金屬?gòu)U水、廢渣也逐年增加。而很多含重金屬?gòu)U水、廢渣并沒(méi)有及時(shí)地回收利用或處理，造 成了嚴(yán)重的水體污染與土壤污染。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)受重金屬污染的耕地有1. 5億畝，每 年造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)200億。很多地區(qū)因冶煉廠、礦山開(kāi)采等工業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐牡叵?水重金屬嚴(yán)重超標(biāo)。由鉻渣堆放而導(dǎo)致的土壤及地下水鉻污染環(huán)境問(wèn)題等。
[0003] 目前，地下水重金屬污染的修復(fù)技術(shù)主要分兩類：原位修復(fù)和異位修復(fù)。異位修復(fù) 因其成本高、工程量大等特點(diǎn)，一般只適用于污染物濃度高、污染范圍小的地下水污染。原 位修復(fù)技術(shù)包括：可滲透反應(yīng)墻（PRB)、原位電化學(xué)動(dòng)力修復(fù)、微生物修復(fù)技術(shù)和原位反應(yīng) 帶修復(fù)技術(shù)（IRZ)。其中原位電化學(xué)動(dòng)力修復(fù)成本較高、在修復(fù)后期效果較差等缺點(diǎn)。微生 物技術(shù)有著成本低、能夠有效修復(fù)低濃度區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，但微生物技術(shù)對(duì)場(chǎng)地環(huán)境的要求較為 嚴(yán)格，適用范圍較窄。由于可滲透反應(yīng)墻技術(shù)容易出現(xiàn)堵塞、致使污染地下水繞流、修復(fù)后 期效果變差。反應(yīng)帶技術(shù)能夠有效改善PRB技術(shù)的這一不足，而且原位反應(yīng)帶修復(fù)技術(shù)有 著成本低、適用范圍廣、能夠長(zhǎng)時(shí)間修復(fù)地下水環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 反應(yīng)試劑的選擇是原位反應(yīng)帶技術(shù)的核心問(wèn)題。由于重金屬不可降解，因此穩(wěn)定 化是重金屬修復(fù)的主要方法之一。研宄表明通過(guò)調(diào)節(jié)地下水的PH值，使重金屬由離子轉(zhuǎn) 化為沉淀是一種有效的修復(fù)方法。常用的堿類物質(zhì)主要有氫氧化物（NaOH、KOH、Ca(OH) 2、 Mg(OH)2)和碳酸鹽類（Na2C03、K2C0 3、CaC03、MgCO3)。堿金屬的氫氧化物和碳酸鹽由于其溶 解度很大，很容易隨水迀移，長(zhǎng)時(shí)間的緩沖能力很弱。而CaC0 3、1%0)3的pH調(diào)節(jié)能力較弱， 對(duì)二價(jià)重金屬離子的沉淀作用很弱。Ca(OH)JPMg(OH) 2的溶解度較低，注入到地下環(huán)境中 能夠緩慢釋放0Γ，沉淀重金屬離子，具有長(zhǎng)時(shí)間的緩沖能力。相比Ca (OH) 2, Mg (OH) 2的溶解 度更低，長(zhǎng)時(shí)間的緩沖能力比Ca (OH) 2強(qiáng)的多，而且由于Mg (OH) 2釋放MT速度較慢，對(duì)地下 環(huán)境的影響也較小，更適合作反應(yīng)試劑。
[0005] 氫氧化鎂是鎂化學(xué)制品中僅次于鎂砂和輕燒氧化鎂居第三位的鎂化學(xué)品，是歐 洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、保護(hù)環(huán)境、清潔生產(chǎn)、有益生態(tài)發(fā)展進(jìn)程中備受 青睞和推崇的產(chǎn)品之一，被稱為綠色安全中和劑、環(huán)境友好阻燃劑和第三種堿。氫氧化鎂用 于水的凈化時(shí)有如下優(yōu)點(diǎn)：活性高，對(duì)廢水中的懸浮物、COD、B0D、油質(zhì)、臭味、重金屬離子、 磷酸鹽、硫酸鹽、酸、染料、酚、硅酸鹽都有較好的去除效果，去除率可達(dá)75 % - 99 %，特別 適用于造紙廢水、電鍍廢水、生活污水、印染廢水、制革廢水，高氟廢水，酸性廢水。氫氧化鎂 由于其比表面積大，吸附力強(qiáng)，易從各種不同的工業(yè)廢液中吸附并除去對(duì)環(huán)境造成危害的 2+工(12+1112+、& 3+等重金屬離子，而且氫氧化鎂的溶解度很低，不會(huì)引起太大的？!1值變化。 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)氫氧化鎂的研宄主要還集中在處理地表水污染，對(duì)土壤和地下水污染修復(fù)的 研宄還鮮有報(bào)道，因此研宄氫氧化鎂用于地下環(huán)境修復(fù)很有必要。但氫氧化鎂懸濁液的穩(wěn) 定性很差，易沉降，需要對(duì)它改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種相對(duì)穩(wěn)定、能夠在地下環(huán)境中迀移分散、緩慢釋放 ΟΓ以吸附、沉淀重金屬離子，修復(fù)地下水重金屬污染的重金屬污染地下水原位修復(fù)材料一 ΟΓ緩釋劑及其制備方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的重金屬污染地下水原位修復(fù)材料一 ΟΓ緩釋劑是由氫 氧化鎂粉末、水、十二烷基硫酸鈉、吐溫80混合制成的氫氧化鎂懸濁液，氫氧化鎂懸濁液的 質(zhì)量濃度為〇. 5-2%，十二烷基硫酸鈉的投加量為氫氧化鎂質(zhì)量的1 %，吐溫80的投加量為 氫氧化鎂質(zhì)量的1% -2%。
[0008] 上述重金屬污染地下水原位修復(fù)材料的制備方法如下：
[0009] (1)稱取一定質(zhì)量的氫氧化鎂粉末，加入一定體積的水，攪拌5-10min，常溫下超 聲處理5-10min，得到懸濁液；
[0010] (2)向懸濁液中加入十二烷基硫酸鈉，攪拌5-10min，十二烷基硫酸鈉的投加量為 氫氧化鎂質(zhì)量的1% ;
[0011] (3)向懸濁液中加入吐溫80,攪拌5-10min，吐溫80的投加量為氫氧化鎂質(zhì)量的 1% -2% ；
[0012] (4)將懸濁液超聲處理15-20min，再持續(xù)攪拌0. 5-2h，得到穩(wěn)定的氫氧化鎂懸濁 液，氫氧化鎂懸濁液的質(zhì)量濃度為〇. 5-2%。
[0013] 所述步驟（1)中攪拌的速度為800-1000r/min。
[0014] 所述步驟（2)、步驟（3)、步驟（4)中的攪拌速度為300-500r/min。
[0015] 所述超聲頻率為40kHz。
[0016] 發(fā)明人進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，從眾多的表面活性劑中選擇合適的分散劑對(duì)氫氧化鎂 進(jìn)行乳化，其中僅當(dāng)十二烷基硫酸鈉（SDS)投加量達(dá)到氫氧化鎂質(zhì)量的10%時(shí)，得到的氫 氧化鎂懸濁液能夠在靜置3h后不分層，而采用其余表面活性劑，如吐溫80、偏硅酸鈉、十二 烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇時(shí)，無(wú)論怎樣調(diào)整投加量，氫氧化鎂懸濁液都在靜置不到半小時(shí)后 發(fā)生分層；當(dāng)采用聚炳烯酸鈉作為分散劑時(shí)且投加量達(dá)到氫氧化鎂質(zhì)量的10%時(shí)，氫氧化 鎂懸濁液也只能達(dá)到靜置Ih后即分層。由于單獨(dú)采用SDS作為分散劑用量較大，且其可 燃，具