本發(fā)明屬于土壤污染修復(fù)，具體涉及一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑及其制備方法和修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、鉻是重要的戰(zhàn)略金屬資源，它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括冶金、顏料、鞣革、木材防腐、電鍍、醫(yī)藥、有機(jī)合成、染料、化學(xué)制劑、陶瓷、玻璃、石油開采、印刷制版、催化劑、磁性材料、金屬緩蝕、金屬拋光等工藝流程中都少不了它的身影，與我國15％的商品品種有關(guān)，具有不可替代性。

2、鉻化工、制革和電鍍是最主要的涉鉻行業(yè)，同時(shí)，伴隨著嚴(yán)重的鉻污染土壤問題。

3、目前鉻污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要是基于六價(jià)鉻的還原穩(wěn)定化原理，具體包括化學(xué)還原、化學(xué)淋洗、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)以及生物修復(fù)技術(shù)等，考慮到技術(shù)適用性和經(jīng)濟(jì)性，鉻污染土壤修復(fù)工程如今絕大部分還是采用化學(xué)還原的修復(fù)技術(shù)?；瘜W(xué)還原法主要是通過還原反應(yīng)將高毒性的cr(ⅵ)轉(zhuǎn)化為低毒且難遷移的cr(ⅲ)沉淀，常用還原劑包括feso4、feo、多硫化鈣和還原微生物等，該方法能夠有效降低鉻的遷移能力及被生物利用能力。例如中國專利cn?110079321a中公開了一種六價(jià)鉻污染土壤修復(fù)藥劑制備及使用方法，原始土壤cr(ⅵ)最高濃度達(dá)2500mg/kg，修復(fù)后的cr6+浸出濃度雖然低于0.1mg/l，但是未對(duì)修復(fù)的cr(ⅵ)總量進(jìn)行關(guān)注。中國專利cn110302746?a公開了一種用于六價(jià)鉻污染水或土壤修復(fù)的復(fù)合材料及其制備方法，添加5％的復(fù)合材料，能夠?qū)⑼寥乐械牧鶅r(jià)鉻總量從424mg/kg左右降低至39mg/kg左右，但是修復(fù)后的六價(jià)鉻總量仍gb?36600第一類用地篩選值13倍。

4、因此，亟需研發(fā)一種修復(fù)劑，用以應(yīng)對(duì)鉻污染場地中的高濃度六價(jià)鉻污染土壤，滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于六價(jià)鉻總量的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有六價(jià)鉻修復(fù)材料存在的問題和缺陷，提供一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑及其制備方法和修復(fù)方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑，以100g六價(jià)鉻污染土壤為例，所述修復(fù)劑包括以下用量的原料：酸性前驅(qū)劑2.8-6g、鐵硫還原劑4-6g、增效劑1-2g；所述酸性前驅(qū)劑包括有機(jī)酸和海藻酸丙二醇酯；所述鐵硫還原劑包括鐵系材料和硫系材料；所述增效劑包括槐糖脂、烷基葡糖苷。

4、進(jìn)一步的，所述有機(jī)酸為草酸、檸檬酸、酒石酸中的一種或多種；所述鐵系材料為硫酸亞鐵、氯化亞鐵和零價(jià)鐵中的一種或多種；所述硫系材料為硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉和多硫化鈣中的一種或多種。

5、進(jìn)一步的，所述增效劑中槐糖脂、烷基葡糖苷的質(zhì)量比為1：1。

6、進(jìn)一步的，所述有機(jī)酸和海藻酸丙二醇酯的質(zhì)量比為(2.5-5)：1。

7、進(jìn)一步的，所述鐵系材料和硫系材料的質(zhì)量比為4：1。

8、一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟：

9、s1：將有機(jī)酸粉末加入到50ml超純水中，在無氧或低氧環(huán)境超聲溶解后，得到有機(jī)酸液體，在≤20℃的條件下存放備用；在上述有機(jī)酸液體中加入海藻酸丙二醇酯后加超純水定容至100ml，混合均勻得到酸性前驅(qū)劑膠體溶液，分裝入庫；

10、s2：將槐糖脂和烷基葡糖苷加入到20ml超純水中充分溶解后得到增效劑溶液，分裝入庫；

11、s3：將鐵系材料干燥去除游離水后，將干燥后的鐵系材料和硫系材料混合均勻，研磨至50～100目后，得到鐵硫還原劑，分裝入庫。

12、一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的修復(fù)方法，包括以下步驟：

13、取風(fēng)干后的污染土壤，加入酸性前驅(qū)劑膠體溶液和增效劑溶液，攪拌反應(yīng)2-4h，加入鐵硫還原劑，攪拌15-30min，靜置養(yǎng)護(hù)3-5天。

14、進(jìn)一步的，所述污染土壤過篩至10目。

15、本發(fā)明所用原料均市售可得。

16、本發(fā)明提供的土壤修復(fù)劑是通過將土壤中高毒性的六價(jià)鉻還原為低毒性的三價(jià)鉻，從而降低土壤中六價(jià)鉻總量的。

17、本發(fā)明酸性前驅(qū)劑包含有機(jī)酸和海藻酸丙二醇酯，在向含有鉻酸鈣固溶體的土壤溶液中添加有機(jī)酸時(shí)，有機(jī)酸會(huì)與溶液中的鈣離子結(jié)合，生成鈣鹽沉淀，隨著溶液中鈣離子含量的降低，為保持溶液中鉻酸鈣的沉淀平衡常數(shù)ksp不變，鉻酸根離子會(huì)再次析出，而海藻酸丙二醇酯能夠阻止鉻酸鈣沉淀的再次生成，此時(shí)加入還原劑，將暴露出來的cr6+還原成cr3+，并保持土壤處于還原環(huán)境，避免“返黃”。

18、增效劑由槐糖脂、烷基葡糖苷組成?；碧侵且环N生物表面活性劑，烷基葡糖苷是一中非離子型表面活性劑，兩者復(fù)配，在土壤修復(fù)中表現(xiàn)出顯著的效果。一方面通過降低水的表面張力，增強(qiáng)酸性前驅(qū)劑對(duì)土壤的滲透能力，加速吸附在土壤顆粒上的cr6+暴露出來，另一方面，本發(fā)明所添加的增效劑能夠增加鉻酸根離子的溶解度，使其更容易將固結(jié)在土壤顆粒中鉻酸鈣的鉻酸根暴露出來。因此，增效劑可以增加土壤中鉻離子的增溶和解吸速率，從而提高高濃度六價(jià)鉻的去除效率。

19、有益效果

20、本修復(fù)劑及修復(fù)方法主要應(yīng)用于高濃度六價(jià)鉻污染土壤，解決了僅施加還原劑無法將固結(jié)在土壤顆粒中的六價(jià)鉻還原的問題。采用本發(fā)明的組合物和方法能夠盡可能地除去土壤中的六價(jià)鉻，特別是對(duì)于鉻酸鈣豐富的土壤，效果更明顯。相對(duì)于延長浸泡時(shí)間、增加浸泡次數(shù)的處理，本發(fā)明的技術(shù)方案六價(jià)鉻去除率更高，處理效率也更高。

21、本發(fā)明提供的土壤修復(fù)劑具有添加方式簡單，反應(yīng)迅速且徹底，效果持久的特點(diǎn)，尤其適用于高濃度六價(jià)鉻污染土壤。

技術(shù)特征：

1.一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑，其特征在于，以100g六價(jià)鉻污染土壤為例，所述修復(fù)劑包括以下用量的原料：酸性前驅(qū)劑2.8-6g、鐵硫還原劑4-6g、增效劑1-2g；所述酸性前驅(qū)劑包括有機(jī)酸和海藻酸丙二醇酯；所述鐵硫還原劑包括鐵系材料和硫系材料；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑，其特征在于，所述有機(jī)酸為草酸、檸檬酸、酒石酸中的一種或多種；所述鐵系材料為硫酸亞鐵、氯化亞鐵和零價(jià)鐵中的一種或多種；所述硫系材料為硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉和多硫化鈣中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑，其特征在于，所述增效劑中槐糖脂、烷基葡糖苷的質(zhì)量比為1：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)酸和海藻酸丙二醇酯的質(zhì)量比為(2.5-5)：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的制備方法，其特征在于，所述鐵系材料和硫系材料的質(zhì)量比為4：1。

6.一種權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.一種權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑的修復(fù)方法，其特征在于，所述污染土壤過篩至10目。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑及其制備方法和修復(fù)方法，屬于土壤污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)高濃度六價(jià)鉻污染土壤的修復(fù)劑包括酸性前驅(qū)劑、鐵硫還原劑、增效劑；所述酸性前驅(qū)劑包括有機(jī)酸、海藻酸丙二醇酯；所述鐵硫還原劑包括鐵系還原劑、硫系還原劑；所述增效劑包括槐糖脂、烷基葡糖苷。本發(fā)明修復(fù)劑可用于高濃度六價(jià)鉻污染土壤，通過對(duì)土壤中六價(jià)鉻的置換，使其盡可能以Cr<supgt;6+</supgt;離子形態(tài)暴露出來，再使用還原劑將其轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻，使得六價(jià)鉻的去除效率高達(dá)99.6％。此外，本發(fā)明土壤修復(fù)劑使用方式簡單，反應(yīng)迅速且徹底，效果持久。

技術(shù)研發(fā)人員：羅啟仕,趙建鋒,郝曉東,臧家富,高欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：臨沂大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8