申請(qǐng)日2013.08.23
公開(kāi)(公告)日2013.12.11
IPC分類號(hào)C09K17/08; B09C1/08; A62D101/20; A62D101/43; A62D101/22; A62D3/33
摘要
本發(fā)明涉及一種重金屬和/或有機(jī)物污染的土壤還原降解性穩(wěn)定劑及其制備方法和用途，所述還原降解性穩(wěn)定劑通過(guò)多種有效成分的協(xié)同作用，能夠?qū)⑽廴就寥乐械闹亟饘俸陀袡C(jī)物實(shí)現(xiàn)快速、高效地穩(wěn)定化，并能進(jìn)一步降低有機(jī)物的含量，從而實(shí)現(xiàn)降低污染物浸出毒性和健康風(fēng)險(xiǎn)的目的，是一種新穎、高效的新型穩(wěn)定劑，具有處理底物寬泛、可削減有機(jī)物總量、穩(wěn)定效果好、操作方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，在污染土壤、底泥、污泥等治理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污染土壤、底泥及污泥還原降解性穩(wěn)定劑，其特征在于： 以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包含各自為如下質(zhì)量份數(shù)的下列組分：
2.如權(quán)利要求1所述的污染土壤、底泥及污泥還原降解性穩(wěn)定 劑，其特征在于：
所述粘土礦物為海泡石、高嶺土、伊利石、蒙脫土、凹凸棒石的 任意一種或任何幾種的任意組合。
3.如權(quán)利要求2所述的污染土壤、底泥及污泥還原降解性穩(wěn)定 劑，其特征在于：所述負(fù)載型粘土礦物為負(fù)載了納米零價(jià)鐵的所述粘 土礦物中的任意一種或任何幾種的任意組合。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的污染土壤、底泥及污泥還原降解 性穩(wěn)定劑，其特征在于：所述凝膠材料為硅酸鈣、硅鋁酸鈣、鐵鋁酸 鈣的任意一種或任何幾種的任意組合。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的污染土壤、底泥及污泥還原降解 性穩(wěn)定劑，其特征在于：所述激活劑為硫酸鈣和硫酸鈉中的任意一種 或兩種的任意組合。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的污染土壤、底泥及污泥還原降解 性穩(wěn)定劑，其特征在于：所述還原降解劑為亞鐵鹽和零價(jià)鐵粉中一種 或兩種的任意組合。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的污染土壤、底泥及污泥還原降解 性穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于：所述制備方法為下述方法A-C中 任意一種：
方法A：當(dāng)所述還原降解劑僅為零價(jià)鐵粉時(shí)，將粘土礦物、負(fù)載 型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧化物、凝膠材料、激活劑、 零價(jià)納米鐵粉和輔料一起混合研磨均勻，過(guò)200目篩;
方法B：當(dāng)所述還原降解劑僅為亞鐵鹽時(shí)，將粘土礦物、負(fù)載型 粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧化物、凝膠材料、激活劑和輔 料一起混合研磨均勻，過(guò)200目篩;并將亞鐵鹽配制成質(zhì)量濃度為 10-40%的水溶液;
方法C：當(dāng)所述還原降解劑為零價(jià)鐵粉和亞鐵鹽時(shí)，將粘土礦物、 負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧化物、凝膠材料、激活 劑、零價(jià)鐵粉和輔料一起混合研磨均勻，過(guò)200目篩;并將亞鐵鹽配 制成質(zhì)量濃度為10-40%的水溶液。
8.使用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解穩(wěn) 定重金屬污染土壤、底泥或污泥的處理方法，其特征在于：所述處理 方法包括如下步驟：
(1)將重金屬污染土壤、底泥或污泥進(jìn)行破碎篩分，然后噴灑質(zhì) 量濃度為10-40%的亞鐵鹽溶液，所述亞鐵鹽溶液的噴灑質(zhì)量為土壤、 底泥或污泥質(zhì)量的10-30%，并攪拌混勻;
(2)將粘土礦物、負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧 化物、凝膠材料、輔料、激活劑經(jīng)研磨混合，過(guò)200目篩后的混合材 料添加到步驟(1)所得的重金屬污染土壤、底泥或污泥中，并混合均勻， 添加質(zhì)量為未噴灑亞鐵鹽溶液前的土壤、底泥或污泥質(zhì)量的3-15%;
(3)監(jiān)測(cè)步驟(2)中的重金屬污染土壤、底泥或污泥的重金屬浸出 毒性和/或含量。
9.使用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解穩(wěn) 定有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥的處理方法，其特征在于：所述處理 方法包括如下步驟：
(1)將有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥進(jìn)行破碎篩分;
(2)將粘土礦物、負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧 化物、凝膠材料、輔料、激活劑、零價(jià)鐵粉經(jīng)混合研磨，過(guò)200目篩 后的混合材料添加到步驟(1)所得的有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥中， 并混合均勻，添加質(zhì)量為土壤、底泥或污泥質(zhì)量的3-15%;
(3)監(jiān)測(cè)步驟(2)中的重金屬污染土壤、底泥或污泥的重金屬浸出 毒性和/或含量。
10.使用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解 穩(wěn)定同時(shí)被重金屬和有機(jī)物污染的土壤、底泥或污泥的處理方法，其 特征在于：所述處理方法包括如下步驟：
(1)將污染土壤、底泥或污泥進(jìn)行破碎篩分，然后噴灑質(zhì)量濃度 為10-40%的亞鐵鹽溶液，所述亞鐵鹽溶液的噴灑質(zhì)量為土壤、底泥或 污泥質(zhì)量的10-30%，并攪拌混勻;
(2)將粘土礦物、負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧 化物、凝膠材料、輔料、激活劑、零價(jià)鐵粉經(jīng)混合研磨，過(guò)200目篩 后的混合材料添加到步驟(1)所得的重金屬污染土壤、底泥或污泥中， 并混合均勻，添加質(zhì)量為未噴灑亞鐵鹽溶液前的土壤、底泥或污泥質(zhì) 量的3-15%;
(3)檢測(cè)步驟(2)中的重金屬和有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥的重 金屬和有機(jī)物浸出毒性和/或含量。
說(shuō)明書(shū)
一種污染土壤、底泥及污泥還原降解性穩(wěn)定劑及其制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污染土壤、底泥和污泥的穩(wěn)定劑及其制備方法和使 用方法，特別地涉及一種污染土壤、底泥及污泥還原降解性穩(wěn)定劑 及其制備方法和使用方法，屬于環(huán)境治理和保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
我國(guó)在長(zhǎng)期的礦山開(kāi)采冶煉和工業(yè)化過(guò)程中積累形成了較為嚴(yán) 重的重金屬和有機(jī)物污染，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的加快和城市化進(jìn)程的 快速推進(jìn)，大量工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留的污染場(chǎng)地暴露出來(lái)，對(duì)環(huán)境及 人體健康造成了嚴(yán)重威脅，在土地再利用之前亟需治理和修復(fù)。
另一方面，受污染的河流、湖泊中的重金屬和有機(jī)物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期物 理化學(xué)過(guò)程及生物過(guò)程最終進(jìn)入沉積物中，這些底泥經(jīng)疏浚后面臨著 妥善處理處置問(wèn)題。
再一方面，工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含重金屬和有機(jī)物 的污泥，以及城市污水處理廠污水處理的最終產(chǎn)物也含有大量重金屬 和有機(jī)物，我國(guó)每年產(chǎn)生的濕污泥超過(guò)1億噸，這些污染污泥的安全 處理是后續(xù)資源化利用制約因素。
綜上所述，這些含有重金屬和有機(jī)物的土壤、底泥和污泥，都面 臨著如何進(jìn)行安全處理的迫切需求，對(duì)它們進(jìn)行安全、快捷、高效的 處理是目前環(huán)境治理和保護(hù)領(lǐng)域中的重點(diǎn)課題和研究課題之一，也是 目前該領(lǐng)域中的熱點(diǎn)課題。
從降低污染物健康風(fēng)險(xiǎn)的角度而言，穩(wěn)定固化技術(shù)是一種較為成 熟且經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)，在國(guó)外應(yīng)用極為廣泛，是重金屬污染土壤、固 體廢物治理領(lǐng)域使用最多最廣泛的技術(shù)。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始使用該技術(shù)，但該技術(shù)所使用的固化劑主要 采用水泥、石灰、石膏等水硬性材料，往往使得土壤或其它固廢產(chǎn)生 硬化、增容等問(wèn)題，不利于后續(xù)的處置和利用。
與固化技術(shù)相比，穩(wěn)定劑對(duì)土壤、底泥、污泥等的物理性狀不會(huì) 有顯著的改變，但能把重金屬和有機(jī)物通過(guò)吸附、沉淀等作用固定下 來(lái)，達(dá)到了降低污染物的浸出毒性和健康風(fēng)險(xiǎn)的目的。
目前常用的穩(wěn)定劑可分為粘土礦物、磷礦石、鐵錳氧化物、硅類 物質(zhì)、有機(jī)螯合劑等，主要通過(guò)改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使 其由活性態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定態(tài)，從而降低其毒害作用;或者通過(guò)其吸附作 用將有機(jī)物得以吸附穩(wěn)定。
CN1187139C公開(kāi)了一種工業(yè)重金屬固體廢物的處理方法，所述 方法使用了新型水泥固化基質(zhì)，其組成配比為：城市垃圾焚燒飛灰 70-90重量%、含鋁添加劑3-10重量%、鈣質(zhì)控制劑7-20重量%，將該 固化基質(zhì)與工業(yè)重金屬固體廢渣或污泥混合，加入水后攪拌均勻，便 可成型得到水泥塊石固化體，常溫養(yǎng)護(hù)后埋入填埋場(chǎng)。
CN1630941A公開(kāi)了一種危險(xiǎn)廢物穩(wěn)定化的高分子重金屬螯合 劑，所述螯合劑是以多胺或聚乙烯亞胺構(gòu)成基本骨架，與二硫化碳在 堿性條件下反應(yīng)合成的液體或其結(jié)晶物。
CN101642612A公開(kāi)了一種穩(wěn)定重金屬的螯合劑，所述螯合劑的 有效成分為環(huán)狀聚胺類化合物，包括對(duì)二氮己烷或氨基乙基對(duì)二氮己 環(huán)，其可與重金屬形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的絡(luò)合物，可處理含重金屬的廢 物或廢液。
CN102101123B公開(kāi)了一種重金屬污染土壤修復(fù)方法，所述方法 是使用了重金屬污染土壤修復(fù)藥劑，所述藥劑是將亞微米或納米鐵、 粉煤灰、含鎂制劑和硼潤(rùn)土按照5-25:40-50:1-10:15-50的重量比例進(jìn)行 混合而得到。經(jīng)過(guò)該修復(fù)藥劑處理后，可滿足中國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)》(GB15618-1995)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的要求。
CN102357518A公開(kāi)了一種降低土壤重金屬浸出濃度的化學(xué)穩(wěn)定 化復(fù)配藥劑，所述藥劑包括5-10重量份氫氧化鈣、2-5重量份粉煤灰和 0.1-2重量份碳酸鈉，經(jīng)混合均勻便得。
CN102380505B公開(kāi)了一種使用納米零價(jià)鐵處理重金屬污染土壤 或污泥的方法，將土壤或污泥與零價(jià)鐵充分混合，然后采用磁鐵將含 有重金屬的納米零價(jià)鐵分離，從而得以除去重金屬。
CN102343357B中公開(kāi)了一種重金屬污染土壤的穩(wěn)定劑，所述穩(wěn) 定劑包括重金屬螯合劑、膠凝材料、粘土礦物和堿性激發(fā)劑，使用后 可穩(wěn)定化土壤中的重金屬污染物并可降低污染物的毒性。
CN102389776A公開(kāi)了一種重金屬吸附劑，所述吸附劑是以經(jīng)過(guò) 表面活性劑處理的無(wú)機(jī)礦物為載體，負(fù)載有機(jī)絡(luò)合劑制備而成，所述 無(wú)機(jī)礦物為膨潤(rùn)土、高嶺土、硅藻土、沸石、鋁氧化物或鐵氧化物， 所述表面活性劑為陽(yáng)離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑，所述 有機(jī)絡(luò)合物為含有巰基或含有氨基的化合物。
CN102732259A公開(kāi)了一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定劑，所述穩(wěn) 定劑包括磷酸鹽或硫酸鹽15-25重量%、重金屬螯合劑1-5重量%、膠 凝材料20-40重量%、粘土礦物30-60重量%。
CN102921142A公開(kāi)了一種重金屬污染物固定化試劑組合物，所 述固定化試劑包括5-70重量%的磷酸鹽、1-60重量%的金屬硫化物、 5-80重量%的金屬氧化物、5-65重量%的強(qiáng)堿弱酸鹽化合物、0.1-15重 量%的金屬穩(wěn)定劑和0.1-10重量%的金屬螯合劑。
CN102965116A公開(kāi)了一種重金屬穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑包括40-50 重量%的磷酸鹽、20-25重量%的膨潤(rùn)土、25-30重量%的氟磷灰石、4-6 重量%的氯化鈉/氯化鉀。
CN102965119A公開(kāi)了一種重金屬穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑是以聚乙 烯亞胺為骨架，鎂化合物為調(diào)節(jié)劑，輔以四甲基氫氧化銨為二氧化碳 吸收劑，并配以鐵鹽、合成高分子螯合劑與碳酸鎂微結(jié)晶體混合物。
如上所述，雖然現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了多種對(duì)于污染土壤的重金屬穩(wěn) 定劑，也取得了不同的效果，但這些穩(wěn)定劑的處理對(duì)象都是土壤、底 泥或污泥中的重金屬，而應(yīng)用于這些介質(zhì)中的重金屬和有機(jī)物以及他 們的復(fù)合污染的穩(wěn)定劑仍然缺乏。
在這些穩(wěn)定化技術(shù)中，雖然從風(fēng)險(xiǎn)角度上降低了污染物的浸出毒 性，但是不能改變土壤、底泥或污泥中的污染物總量，這與土壤環(huán)境 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相矛盾，因此，開(kāi)發(fā)對(duì)重金屬具有還原性穩(wěn)定以及對(duì)有機(jī)物 具有降解性穩(wěn)定化的穩(wěn)定劑，實(shí)現(xiàn)降低穩(wěn)定劑添加比例和削減有機(jī)物 總量的目的，是該領(lǐng)域的前沿技術(shù)，具有極大的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
因此，研發(fā)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬和有機(jī)物穩(wěn)定的穩(wěn)定劑，尤其是 將重金屬更高效地穩(wěn)定以及將有機(jī)物穩(wěn)定化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)降解的新型 穩(wěn)定劑和方法，具有迫切的需求。
發(fā)明內(nèi)容
具體而言，本發(fā)明涉及三個(gè)方面。
第一方面，本發(fā)明提供了一種污染土壤、底泥及污泥還原降解性 穩(wěn)定劑，所述還原降解性穩(wěn)定劑可對(duì)土壤、底泥、污泥中的重金屬實(shí) 現(xiàn)還原性穩(wěn)定化，在取得相同穩(wěn)定化效果下的添加比例更低，從而實(shí) 現(xiàn)了最小程度的增容，基本不增大后續(xù)處置的體量;此外，本發(fā)明的 穩(wěn)定劑還可對(duì)土壤、底泥或污泥中的有機(jī)污染物實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，并可對(duì) 其中的氯代、溴代有機(jī)物實(shí)現(xiàn)降解。經(jīng)過(guò)本發(fā)明的穩(wěn)定劑處理土壤、 底泥和污泥后，重金屬和有機(jī)物的浸出毒性顯著降低，并實(shí)現(xiàn)了有機(jī) 物的部分減量，固體介質(zhì)體量增加更少，方便了后續(xù)處理和利用。
本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包含各自為如 下質(zhì)量份數(shù)的下列組分：
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述粘土礦物的含義是未 負(fù)載任何物質(zhì)的單純粘土礦物，其質(zhì)量份數(shù)為20-50份，該范圍包括 了其中的任何具體點(diǎn)值，如20份、25份、30份、35份、40份、45份或 50份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述負(fù)載型粘土礦物的質(zhì) 量份數(shù)為10-40份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如10份、15 份、20份、25份、30份、35份或40份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述分子篩礦石的質(zhì)量份 數(shù)為10-15份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如10份、11份、 12份、13份、14份或15份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述磷灰石的質(zhì)量份數(shù)為 5-10份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如5份、6份、7份、8份、 9份或10份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述鐵氧化物的質(zhì)量份數(shù) 為3-10份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如3份、4份、5份、6 份、7份、8份、9份或10份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述凝膠材料的質(zhì)量份數(shù) 為5-10份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如5份、6份、7份、8 份、9份或10份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述激活劑的質(zhì)量份數(shù)為 2-8份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如2份、3份、4份、5份、 6份、7份或8份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述還原降解劑的質(zhì)量份 數(shù)為5-20份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如5份、8份、11份、 14份、17份或20份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述輔料的質(zhì)量份數(shù)為 1-6份，該范圍包括了其中的任何具體點(diǎn)值，如1份、2份、3份、4份、 5份或6份。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述粘土礦物為海泡石、 高嶺土、伊利石、蒙脫土、凹凸棒石的任意一種或任何幾種的任意組 合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述負(fù)載型粘土礦物為負(fù) 載了納米零價(jià)鐵的上述粘土礦物中的任意一種或任何幾種的任意組 合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述分子篩礦石為沸石或 蛭石的任一種或兩種的組合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述磷灰石為黃綠磷灰 石、氟磷灰石、氧硅磷灰石、氯磷灰石、鍶磷灰石中的一種或任何幾 種的任意組合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述鐵氧化物為針鐵礦、 赤鐵礦、纖鐵礦和水合氧化鐵中的一種或任何幾種的任意組合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述凝膠材料為硅酸鈣、 硅鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣的任意一種或任何幾種的任意組合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述激活劑為硫酸鈣和硫 酸鈉中的任意一種或兩種的任意組合。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述還原降解劑為亞鐵鹽 和零價(jià)鐵粉中一種或兩種的任意組合。所述亞鐵鹽優(yōu)選為硫酸亞鐵或 氯化亞鐵。當(dāng)處理重金屬污染土壤時(shí)，所述還原降解劑優(yōu)選為亞鐵鹽; 當(dāng)處理有機(jī)物污染土壤時(shí)，則所述還原降解劑優(yōu)選為零價(jià)鐵粉;當(dāng)處 理的土壤同時(shí)被重金屬和有機(jī)物污染時(shí)，則所述還原降解劑優(yōu)選為亞 鐵鹽和零價(jià)鐵粉。但應(yīng)注意的是，在處理污染土壤時(shí)，更優(yōu)選亞鐵鹽 單獨(dú)使用。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑中，所述輔料為浮石、高爐渣、 火山灰、粉煤灰中的一種或任何幾種的任意組合。
第二方面，本發(fā)明涉及所述還原降解性穩(wěn)定劑的制備方法。
所述制備方法為下述方法A-C中任意一種：
方法A：當(dāng)所述還原降解劑僅為零價(jià)鐵粉時(shí)，將粘土礦物、負(fù)載 型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧化物、凝膠材料、激活劑、 零價(jià)納米鐵粉和輔料一起混合研磨均勻，過(guò)200目篩。
方法B：當(dāng)所述還原降解劑僅為亞鐵鹽時(shí)，將粘土礦物、負(fù)載型 粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧化物、凝膠材料、激活劑和輔 料一起混合研磨均勻，過(guò)200目篩;并將亞鐵鹽配制成質(zhì)量濃度為 10-40%的水溶液。
方法C：當(dāng)所述還原降解劑為零價(jià)鐵粉和亞鐵鹽時(shí)，將粘土礦物、 負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧化物、凝膠材料、激活 劑、零價(jià)鐵粉和輔料一起混合研磨均勻，過(guò)200目篩;并將亞鐵鹽配 制成質(zhì)量濃度為10-40%的水溶液。
在本發(fā)明的所述還原降解性穩(wěn)定劑及其制備方法中，所述負(fù)載型 粘土礦物的制備方法如下：
將粘土礦物用酸溶液浸泡，再用去離子水沖洗至中性，烘干;再 以Fe3+溶液多次浸潤(rùn)，使其陽(yáng)離子交換能力(CEC)全部被Fe3+飽和;用 去離子水洗去除顆粒表面非靜電吸附態(tài)多余離子后，用NaBH4還原劑 將Fe3+還原為零價(jià)鐵，制得所述納米鐵負(fù)載型粘土礦物。
第三方面，本發(fā)明涉及使用所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解穩(wěn) 定污染土壤、底泥及污泥的處理方法。所述還原降解性穩(wěn)定劑可用來(lái) 處理被重金屬和/或有機(jī)物污染的土壤、底泥或污泥，通過(guò)使用本發(fā) 明的所述還原降解性穩(wěn)定劑，經(jīng)各個(gè)組分含量的合理選擇和獨(dú)特處理 方法與工藝參數(shù)的使用，可將其中重金屬和/或有機(jī)物更有效地穩(wěn)定 化，并部分降解有機(jī)物的含量，與普通的穩(wěn)定化技術(shù)相比，添加量更 低，并具有有機(jī)物減量的功能。
具體而言，本發(fā)明的第三方面涉及：
I.使用所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解穩(wěn)定重金屬污染土壤、 底泥或污泥的處理方法，所述處理方法包括如下步驟：
(1)將重金屬污染土壤、底泥或污泥進(jìn)行破碎篩分，然后噴灑質(zhì) 量濃度為10-40%的亞鐵鹽溶液，所述亞鐵鹽溶液的噴灑質(zhì)量為土壤、 底泥或污泥質(zhì)量的10-30%，并攪拌混勻;
(2)將粘土礦物、負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧 化物、凝膠材料、輔料、激活劑經(jīng)研磨混合，過(guò)200目篩后的混合材 料添加到步驟(1)所得的重金屬污染土壤、底泥或污泥中，并混合均勻， 添加質(zhì)量為未噴灑亞鐵鹽溶液前的土壤、底泥或污泥質(zhì)量的3-15%;
(3)監(jiān)測(cè)步驟(2)中的重金屬污染土壤、底泥或污泥的重金屬浸出 毒性和/或含量。
II.使用所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解穩(wěn)定有機(jī)物污染土 壤、底泥或污泥的處理方法，所述處理方法包括如下步驟：
(1)將有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥進(jìn)行破碎篩分;
(2)將粘土礦物、負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧 化物、凝膠材料、輔料、激活劑、零價(jià)鐵粉經(jīng)混合研磨，過(guò)200目篩 后的混合材料添加到步驟(1)所得的有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥中， 并混合均勻，添加質(zhì)量為土壤、底泥或污泥質(zhì)量的3-15%;
(3)監(jiān)測(cè)步驟(2)中的重金屬污染土壤、底泥或污泥的重金屬浸出 毒性和/或含量。
III.使用所述還原降解性穩(wěn)定劑來(lái)還原降解穩(wěn)定同時(shí)被重金屬 和有機(jī)物污染的土壤、底泥或污泥的處理方法，所述處理方法包括如 下步驟：
(1)將污染土壤、底泥或污泥進(jìn)行篩分破碎，然后噴灑質(zhì)量濃度 為10-40%的亞鐵鹽溶液，所述亞鐵鹽溶液的噴灑質(zhì)量為土壤、底泥或 污泥質(zhì)量的10-30%，并攪拌混勻;
(2)將粘土礦物、負(fù)載型粘土礦物、分子篩礦石、磷灰石、鐵氧 化物、凝膠材料、輔料、激活劑、零價(jià)鐵粉經(jīng)混合研磨，過(guò)200目篩 后的混合材料添加到步驟(1)所得的重金屬污染土壤、底泥或污泥中， 并混合均勻，添加質(zhì)量為未噴灑亞鐵鹽溶液前的土壤、底泥或污泥質(zhì) 量的3-15%;
(3)檢測(cè)步驟(2)中的重金屬和有機(jī)物污染土壤、底泥或污泥的重 金屬和有機(jī)物浸出毒性和/或含量。
本發(fā)明的積極效果是：
(1)能同時(shí)對(duì)土壤、底泥或污泥中的重金屬或有機(jī)物或它們的復(fù) 合污染物進(jìn)行穩(wěn)定化。該穩(wěn)定劑通過(guò)不同無(wú)機(jī)材料的合理配比，不僅 對(duì)重金屬有優(yōu)良的穩(wěn)定化效果，而且對(duì)有機(jī)物也有很好的穩(wěn)定化效 果。
(2)對(duì)土壤、底泥或污泥中的有機(jī)污染物不僅具有穩(wěn)定化作用， 而且隨著時(shí)間的推移，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鹵代、溴代有機(jī)物的降解作用，削 減有機(jī)物總量;對(duì)固體介質(zhì)中的重金屬，具有強(qiáng)化還原穩(wěn)定作用，穩(wěn) 定化速度快、效果好。
(3)投加量小，穩(wěn)定化效果好。該穩(wěn)定劑通過(guò)不同天然材料及特 殊材料的合理組合，充分發(fā)揮了這些材料的吸附、沉淀、共沉淀、還 原、取代等物化過(guò)程的協(xié)同作用，降低了穩(wěn)定劑的投加量，極大地增 強(qiáng)了對(duì)污染物的長(zhǎng)期穩(wěn)定化效果，降低了污染土壤的浸出毒性、生物 有效性、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)。
(4)采用的材料廉價(jià)易得，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，工程施工便捷， 是一種快速、高效的還原降解性穩(wěn)定劑。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但這些例舉性 實(shí)施方式的用途和目的僅用來(lái)例舉本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)際保 護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本發(fā)明的保護(hù)范圍局限于 此。
制備例1：負(fù)載型粘土礦物的制備
將海泡石用1mol/L的鹽酸水溶液浸泡，再用去離子水沖洗至中 性，烘干;再以1mol/L的FeCl3溶液浸潤(rùn)，使其陽(yáng)離子交換能力(CEC) 全部被Fe3+飽和;用去離子水洗去除顆粒表面非靜電吸附態(tài)多余離子 后，用NaBH4還原劑將Fe3+還原為零價(jià)鐵，制得納米鐵負(fù)載型粘土礦 物，命名為負(fù)載型粘土礦物-1。
制備例2-5：負(fù)載型粘土礦物的制備
除使用高嶺土、伊利石、蒙脫土或凹凸棒石代替海泡石外，分 別以制備例1的相同方式實(shí)施了制備例2-5，得到了負(fù)載有納米鐵的 高嶺土、伊利石、蒙脫土或凹凸棒石的粘土礦物，并分別命名為負(fù) 載型粘土礦物-2、負(fù)載型粘土礦物-3、負(fù)載型粘土礦物-4和負(fù)載型粘 土礦物-5。
實(shí)施例1
對(duì)某重金屬污染土壤的穩(wěn)定化處理
上海某小型電鍍廠，該場(chǎng)地土壤中的重金屬主要為鉻、鎳、鉛， 最高濃度分別為841mg/kg、2279mg/kg和632mg/kg。經(jīng)檢測(cè)確定污 染范圍和深度后，使用挖掘機(jī)將污染土壤挖出后暫存在場(chǎng)地旁邊鋪有 防滲材料的地塊上，采用篩分破碎機(jī)對(duì)土壤進(jìn)行篩分破碎，剔除大塊 固體，同時(shí)噴灑質(zhì)量濃度為10%的硫酸亞鐵水溶液，水溶液噴灑質(zhì)量 為土壤質(zhì)量的10%，并攪拌均勻。
按質(zhì)量份計(jì)，將20份海泡石、10份負(fù)載型粘土礦物-1、10份沸石、 5份黃綠磷灰石、3份針鐵礦、5份硅酸鈣、1份浮石、2份硫酸鈣經(jīng)混 合研磨，過(guò)200目篩后的混合材料添加到上述土壤中，并混合均勻， 添加質(zhì)量為未噴灑硫酸亞鐵水溶液前的土壤質(zhì)量的5%，并采用混合 機(jī)械設(shè)備對(duì)土壤進(jìn)行攪拌混勻。
養(yǎng)護(hù)七天后，檢測(cè)所述重金屬污染土壤的重金屬浸出毒性和含 量。
實(shí)施例2-5
除分別使用負(fù)載型粘土礦物-2、負(fù)載型粘土礦物-3、負(fù)載型粘土 礦物-4和負(fù)載型粘土礦物-5代替負(fù)載型粘土礦物-1外，分別以實(shí)施 例1的相同方式實(shí)施了實(shí)施例2-5。
