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一种镉污染水体和土壤的修复剂及其制备方法和应用

花匠小妙招
2024-11-19 12:24

一种镉污染水体和土壤的修复剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于镉污染治理技术领域，具体涉及一种用于治理镉污染水体和土壤的生物质灰修复剂，其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 目前我国土壤和水体重金属污染严重，2014年4月，环保部和国土部联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》，指出全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为 16. 1 %，污染类型以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82. 8 %。其中 Cd2+在被调查8种无机污染物中点位超标率最高，为7. 0%。湖南、江西、广东等省份的Cd2+ 米问题曾引发了严重的经济和社会问题，由此可见，Cd2+污染的治理问题刻不容缓。镉污染土壤的问题，引起了南方特别是湖南的镉米问题，引起社会的广泛关注。
[0003] 土壤中的重金属不能降解，难以去除，具有隐蔽性、长期性和积累性的特点。目前，重金属污染土壤修复的方法主要有换土法、电化学法、化学淋洗法、化学稳定法、植物修复法等。换土法主要通过挖除污染土层，然后覆盖无污染的土层，工程费用高，只适合于小面积重金属污染土壤的治理。化学淋洗法主要使用EDTA等络合剂使重金属活化、流出或被植物吸收，但淋洗液的成本较高，处理困难而且将新的污染物表面活性剂、酸洗剂等带入土壤而产生新的污染。植物修复法具有费用低、不破坏土壤肥力结构的优点，但是要达到合理的植物量需要长的生长期，且有些植物的种苗繁育还存在较大的技术难度。化学稳定法通过添加各种稳定剂来降低土壤中植物可利用态重金属，从而降低其生物活性，简单有效。
[0004] 对于Cd2+污染的土壤，目前采用添加各种修复剂进行修复的较多。例如有人用粉煤灰作为重金属的吸附剂，但它们本身重金属含量可能偏高，而容易引起新的污染，并且对土壤PH值调节能力弱，肥力有限；红土对Cd2+的吸附能力弱，而且会使土壤粘重；生石灰容易使土壤板结、烧苗，作用时间短；生物碳的吸附能力弱，而且成本高，价格贵。
[0005] 生物质电厂灰是一种良好的重金属吸附剂，其对Cd2+吸附能力高于粉煤灰、红土、生石灰和生物碳。《段丽娟.农田污灌土壤重金属铜、镉污染的修复研宄[D].北京：北京交通大学，2012.》研宄表明生物质电厂灰对Cd2+的最大吸附量为11. 491mg/g，并且盆栽实验表明，土壤中添加生物质电厂灰后，玉米和多花黑麦草对Cd2+的积累系数都有不同程度的降低。但是，目前在使用生物质电厂灰治理镉污染土壤时，施加的生物质电厂灰本身Cd2+含量较高而容易引起次生污染。
[0006] 对于Cd2+污染的水体，石灰类中和剂虽价格低廉，但沉渣量大，出水硬度高，反应速度较慢，且堆放的沉渣会造成二次污染；铁氧化法，复合使用面较窄，一般用于处理特定的污水；离子交换和膜分离技术，投资较高；生物修复技术中，具有专项降解能力的微生物在环境中的种类、数量较少；该修复剂则效果良好，价格低廉。

【发明内容】

[0007] 本发明的目的是提供一种用于治理镉污染的水体和土壤的修复剂，该修复剂的原料为生物质电厂灰，经过处理加工后可用于镉污染水体和土壤的修复，镉污染水体的去除率在98%以上，并且不会造成二次污染。
[0008] 为了实现本发明所述目的，发明人提供了以下技术方案。
[0009] -种镉污染水体和土壤的修复剂，其特征在于，修复剂为粒径<200目的颗粒，修复剂为镉的含量〈〇.7mg/kg的生物质电厂灰。
[0010] 如所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
[0011] a.选择生物质发电厂底灰出灰口的灰料；
[0012] b.将底灰出灰口的灰料放入球磨机中进行研磨；
[0013] c.将研磨后的灰料过筛，筛网目数为180-220目，过筛得到的颗粒即为修复剂。
[0014] 步骤b所述研磨的转速为160r/min，研磨的时间为lOmin。
[0015] 步骤c所述筛网目数为200目。
[0016] 如所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在治理镉污染水体中的应用。
[0017] 如所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在治理镉污染土壤中的应用。
[0018] 如所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在降低镉污染土壤种植的作物镉含量中的应用。
[0019] 如所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在降低镉污染土壤种植的小白菜镉含量中的应用。
[0020] 如所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在降低镉污染土壤种植的水稻镉含量中的应用。
[0021] 本发明所述修复剂的原料生物质电厂灰是生物质发电厂燃料燃烧后产生的灰，其主要成分为Si02，A1203，Ca0等，廉价易得。发明人在研宄过程中对不同出灰口生物质电厂灰的底灰、飞灰，以及粉煤灰中重金属含量进行了检测，结果如表1所示。
[0022] 表1生物质电厂灰底灰、飞灰和粉煤灰中的有效态重金属含量检测结果
[0023]
【主权项】
1. 一种镉污染水体和土壤的修复剂，其特征在于，修复剂为粒径< 200目的颗粒，修复剂为镉的含量〈〇. 7mg/kg的生物质电厂灰。
2. 如权利要求1所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤： a. 选择生物质发电厂底灰出灰口的灰料； b. 将底灰出灰口的灰料放入球磨机中进行研磨； c. 将研磨后的灰料过筛，筛网目数为180-220目，过筛得到的颗粒即为修复剂。
3. 根据权利要求2所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，步骤b所述研磨的转速为160r/min，研磨的时间为lOmin。
4. 根据权利要求2所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，步骤c所述筛网目数为200目。
5. 如权利要求1所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在治理镉污染水体中的应用。
6. 如权利要求1所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在治理镉污染土壤中的应用。
7. 如权利要求1所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在降低镉污染土壤种植的作物镉含量中的应用。
8. 如权利要求1所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在降低镉污染土壤种植的小白菜镉含量中的应用。
9. 如权利要求1所述的一种镉污染水体和土壤的修复剂在降低镉污染土壤种植的水稻锦含量中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种镉污染水体和土壤的修复剂及其制备方法和应用，涉及重金属污染水体和土壤治理的技术领域，所述修复剂由生物质电厂灰经加工后制备得到，可用于镉污染水体和土壤的修复，对镉污染水体中的Cd2+的去除率在98％以上,可以降低作物中镉的含量，同时提高作物的产量。
【IPC分类】B09C1-08
【公开号】CN104690087
【申请号】CN201510124569
【发明人】韩占涛, 宋乐, 吕晓立, 张威, 张发旺, 程彦培
【申请人】中国地质科学院水文地质环境地质研究所
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月20日