本发明涉及一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，属于环境工程技术领域。
背景技术：
当前，重金属污染给人们的生活质量和身体健康带来了很大的影响，严重损害群众健康，危及环境安全，影响社会稳定。重金属污染具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，其危害大、治理难度大、成本高，尤其是重金属所诱发的生态毒性风险越来越受到关注，特别是与粮食生产关联的土壤重金属污染更是得到普遍重视。
目前重金属污染主要的处置办法，是通过化学反应降低废渣的毒害性，然后再进行后续处理。然而，这样处理一方面成本高，另一方面也不能彻底处理，因此即使采用了一些化学处理，其处理后的废渣仍然具有很强的污染和毒害。现有的重金属污染土固化剂普遍采用水泥，固化效果多依赖添加量，制备条件繁杂，难以控制成本，长期稳定性差，而且现有固化方法固化重金属种类比较单一，操作复杂，可控性差，导致重金属污染土固化稳定化修复效率低下，二次污染及环境风险大，成本高。
重金属污染土的修复治理方法主要有固化稳定化、淋洗、动电修复、植物修复、玻璃固化和蒸汽浸提等方法，在众多修复方法中，固化稳定化方法被认为是最为有效的修复方法之一。目前的固化稳定化处理技术，存在以下问题：(1)固化剂添加量过大；(2)固化体在长期应力荷载以及干湿循环作用下导致的开裂，加速了固化体中重金属离子的浸出；(3)环境风险高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前固化稳定化方法固化剂添加量过大，固化体在长期应力荷载以及干湿循环作用下导致的开裂，加速了固化体中重金属离子的浸出及环境风险高的问题，本发明提供了一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，本发明首先通过天然植物中，对重金属具有吸引作用的部位，进行发酵提取有益成分，再通过碳化竹颗粒作为载体，对发酵提取物进行吸附，最后再与硅藻土等物质进行混合，并进行使用，从而制备得稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，本发明固化Cd金属稳定，不会渗出，同时对环境无危害。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，其特征在于：按重量份数计，所述稳定土壤中重金属Cd的固化剂由以下四种成分组成：53～56份微生物颗粒、26～32份硅藻土、18～19份方柱石及12～16份草木灰。
所述的微生物颗粒的制备方法为：
(1)按重量份数计，取30～35份芹菜根、28～30份芹菜根及42～45份纯净水，放入榨汁机中进行榨汁，收集榨汁液，按质量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及琼脂，搅拌均匀，放入发酵罐中，再加入榨汁液质量4～6％的干酵母，设定温度为29～34℃，以120r/min搅拌发酵32～35h；
(2)在上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以5000r/min离心分离8～12min，收集上清液，使用质量分数为7％磷酸溶液调节pH至6.0～6.2，得微生物菌液，备用；
(3)按固液比1∶3，取新鲜竹筒和质量分数为25％双氧水溶液放入水浴锅中，设定温度95～100℃，保温1～2h，随后过滤，再将竹筒放入碳化炉中，使用氮气保护，在400～500℃碳化1～2h后，将碳化物取出放入碾磨机中进行研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，得微生物颗粒载体；
(4)按固液比1∶2～4，取上述微生物颗粒载体及备用微生物菌液搅拌均匀，在28～34℃静置3～5h，随后冷冻干燥，收集干燥物，即可得到微生物颗粒。
所述的稳定土壤中重金属Cd的固化剂的使用方法为：按设定的比例，首先将硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨机中研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，在与微生物颗粒混合均匀，得稳定土壤中重金属Cd的固化剂，将其与含有重金属Cd的土壤，按质量比1∶18～22，混合均匀，得混合料，再与混合料质量43～48％的水，混合均匀，静置成型，完成固化，即可。
本发明的应用方法是：按重量份数计，53～56份微生物颗粒、26～32份硅藻土、18～19份方柱石及12～16份草木灰，首先将硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨机中研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，在与微生物颗粒混合均匀，得稳定土壤中重金属Cd的固化剂，将其与含有重金属Cd的土壤，按质量比1∶18～22，混合均匀，得混合料，再与混合料质量43～48％的水，混合均匀，静置成型，完成固化，即可。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明所制得的稳定土壤中重金属Cd的固化剂对Cd的吸附率为93％以上；
(2)本发明所制得的稳定土壤中重金属Cd的固化剂形成良好的微观结构，有效降低或防止重金属Cd元素的浸出及与外界的传输；
(3)本发明制备成本低，易于操作。
具体实施方式
一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，其特征在于：按重量份数计，所述稳定土壤中重金属Cd的固化剂由以下四种成分组成：53～56份微生物颗粒、26～32份硅藻土、18～19份方柱石及12～16份草木灰。
所述的微生物颗粒的制备方法为：按重量份数计，取30～35份芹菜根、28～30份芹菜根及42～45份纯净水，放入榨汁机中进行榨汁，收集榨汁液，按质量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及琼脂，搅拌均匀，放入发酵罐中，再加入榨汁液质量4～6％的干酵母，设定温度为29～34℃，以120r/min搅拌发酵32～35h；在上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以5000r/min离心分离8～12min，收集上清液，使用质量分数为7％磷酸溶液调节pH至6.0～6.2，得微生物菌液，备用；按固液比1∶3，取新鲜竹筒和质量分数为25％双氧水溶液放入水浴锅中，设定温度95～100℃，保温1～2h，随后过滤，再将竹筒放入碳化炉中，使用氮气保护，在400～500℃碳化1～2h后，将碳化物取出放入碾磨机中进行研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，得微生物颗粒载体；按固液比1∶2～4，取上述微生物颗粒载体及备用微生物菌液搅拌均匀，在28～34℃静置3～5h，随后冷冻干燥，收集干燥物，即可得到微生物颗粒。
所述的稳定土壤中重金属Cd的固化剂的使用方法为：按设定的比例，首先将硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨机中研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，在与微生物颗粒混合均匀，得稳定土壤中重金属Cd的固化剂，将其与含有重金属Cd的土壤，按质量比1∶18～22，混合均匀，得混合料，再与混合料质量43～48％的水，混合均匀，静置成型，完成固化，即可。
实例1
一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，其特征在于：按重量份数计，所述稳定土壤中重金属Cd的固化剂由以下四种成分组成：53份微生物颗粒、32份硅藻土、19份方柱石及16份草木灰。
所述的微生物颗粒的制备方法为：按重量份数计，取30份芹菜根、28份芹菜根及45份纯净水，放入榨汁机中进行榨汁，收集榨汁液，按质量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及琼脂，搅拌均匀，放入发酵罐中，再加入榨汁液质量4％的干酵母，设定温度为29℃，以120r/min搅拌发酵32h；在上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以5000r/min离心分离8min，收集上清液，使用质量分数为7％磷酸溶液调节pH至6.0，得微生物菌液，备用；按固液比1∶3，取新鲜竹筒和质量分数为25％双氧水溶液放入水浴锅中，设定温度95℃，保温1h，随后过滤，再将竹筒放入碳化炉中，使用氮气保护，在400℃碳化1h后，将碳化物取出放入碾磨机中进行研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，得微生物颗粒载体；按固液比1∶2，取上述微生物颗粒载体及备用微生物菌液搅拌均匀，在28℃静置3h，随后冷冻干燥，收集干燥物，即可得到微生物颗粒。
所述的稳定土壤中重金属Cd的固化剂的使用方法为：按设定的比例，首先将硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨机中研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，在与微生物颗粒混合均匀，得稳定土壤中重金属Cd的固化剂，将其与含有重金属Cd的土壤，按质量比1∶18，混合均匀，得混合料，再与混合料质量43％的水，混合均匀，静置成型，完成固化，即可。
经检测对金属Cd的吸附率达94％。
实例2
一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，其特征在于：按重量份数计，所述稳定土壤中重金属Cd的固化剂由以下四种成分组成：56份微生物颗粒、26份硅藻土、18份方柱石及12份草木灰。
所述的微生物颗粒的制备方法为：按重量份数计，取35份芹菜根、28份芹菜根及42份纯净水，放入榨汁机中进行榨汁，收集榨汁液，按质量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及琼脂，搅拌均匀，放入发酵罐中，再加入榨汁液质量6％的干酵母，设定温度为34℃，以120r/min搅拌发酵35h；在上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以5000r/min离心分离12min，收集上清液，使用质量分数为7％磷酸溶液调节pH至6.2，得微生物菌液，备用；按固液比1∶3，取新鲜竹筒和质量分数为25％双氧水溶液放入水浴锅中，设定温度100℃，保温2h，随后过滤，再将竹筒放入碳化炉中，使用氮气保护，在500℃碳化2h后，将碳化物取出放入碾磨机中进行研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，得微生物颗粒载体；按固液比1∶4，取上述微生物颗粒载体及备用微生物菌液搅拌均匀，在34℃静置5h，随后冷冻干燥，收集干燥物，即可得到微生物颗粒。
所述的稳定土壤中重金属Cd的固化剂的使用方法为：按设定的比例，首先将硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨机中研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，在与微生物颗粒混合均匀，得稳定土壤中重金属Cd的固化剂，将其与含有重金属Cd的土壤，按质量比1∶22，混合均匀，得混合料，再与混合料质量48％的水，混合均匀，静置成型，完成固化，即可。
经检测对金属Cd的吸附率达95％。
实例3
一种稳定土壤中重金属Cd的固化剂及其使用方法，其特征在于：按重量份数计，所述稳定土壤中重金属Cd的固化剂由以下四种成分组成：54份微生物颗粒、29份硅藻土、18份方柱石及15份草木灰。
所述的微生物颗粒的制备方法为：按重量份数计，取32份芹菜根、29份芹菜根及44份纯净水，放入榨汁机中进行榨汁，收集榨汁液，按质量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及琼脂，搅拌均匀，放入发酵罐中，再加入榨汁液质量5％的干酵母，设定温度为32℃，以120r/min搅拌发酵34h；在上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以5000r/min离心分离10min，收集上清液，使用质量分数为7％磷酸溶液调节pH至6.0，得微生物菌液，备用；按固液比1∶3，取新鲜竹筒和质量分数为25％双氧水溶液放入水浴锅中，设定温度98℃，保温1.5h，随后过滤，再将竹筒放入碳化炉中，使用氮气保护，在450℃碳化1.5h后，将碳化物取出放入碾磨机中进行研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，得微生物颗粒载体；按固液比1∶3，取上述微生物颗粒载体及备用微生物菌液搅拌均匀，在30℃静置4h，随后冷冻干燥，收集干燥物，即可得到微生物颗粒。
所述的稳定土壤中重金属Cd的固化剂的使用方法为：按设定的比例，首先将硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨机中研磨，过50目筛，收集过筛颗粒，在与微生物颗粒混合均匀，得稳定土壤中重金属Cd的固化剂，将其与含有重金属Cd的土壤，按质量比1∶20，混合均匀，得混合料，再与混合料质量45％的水，混合均匀，静置成型，完成固化，即可。
经检测对金属Cd的吸附率达97％。