本发明涉及一种土壤修复剂，具体涉及一种重金属污染土壤修复剂及使用方法。
背景技术：
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随着我国工业化、城市化的快速发展，污染物的大量排放、不合格农用物质的使用、矿产资源的不合理开采等，使得重金属不断的进入土壤环境中，当其累积超过一定量后就会造成土壤的污染。目前，土壤重金属污染已成为制约我国农业发展的重大瓶颈之一，也使我国的农产品的安全面临严重威胁。因此针对重金属污染的土壤进行修复成为了当前重要的研究热点。目前，土壤重金属修复技术主要有植物修复技术、水泥固化稳定化、土壤洗脱、电动力法等。一方面，这些方法效率低，见效慢，成本高，不利于在现实中大规模的推广应用；另一方面，现有的土壤修复剂大多呈强酸性或强碱性，在使用过程中不仅存在安全隐患，且会对使用场所周围的生态环境造成破坏，引发二次污染。因而，寻求廉价易得的原料，提高土壤修复剂的抗压强度、耐水性能、探寻新型固化机理，成为了重金属土壤修复的重点方向。
技术实现要素：
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针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种重金属污染土壤修复剂及使用方法。它利用土壤修复剂调节重金属污染土壤环境条件，通过控制固化条件，改变重金属的状态、水溶性及迁移性，降低其在环境中的生物有效性，减少其向其他环境系统的迁移。有效解决土壤重金属污染问题，实现污染环境的化学修复；通过降低污染物物理和化学有效性，最终达到污染土壤无害化的目的。
一种重金属污染土壤修复剂，该修复剂包括预处理固化组分及激发固化组分，所述的预处理固化组分包括改性膨胀蛭石；所述的激发固化组分包括消石灰4％～18％、壳聚糖4％～10％、水玻璃16％～34％及粉煤灰45％～60％。
所述的改性膨胀蛭石的处理方法为首先将膨胀蛭石研磨后放到100目的标准筛中对其进行筛选，其次将筛选过后的膨胀蛭石放置到加热炉内部，对其进行煅烧处理，煅烧温度为150℃～300℃，煅烧时间为1小时到3小时，最后将其自然冷却后取出。
所述的消石灰的获取方式，首先将生石灰放置到容器内部，向容器加入适量水后进行搅拌均匀，反应完成后得到消石灰，将消石灰放置到细度小于200目的标准筛中，利用标准筛对消石灰进行筛选。
所述的生石灰包括氧化钙、氧化锰、三氧化二铁、三氧化二铝及结晶水，其中氧化钙的含量占生石灰总量的70％以上。
所述的壳聚糖中的N-脱乙酰度含量为55％～70％；所述的水玻璃的形态为固定状且为可溶性固体，要求水玻璃的可溶性≥95％。
所述的粉煤灰包括二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化铁、二氧化钛、氧化镁、氧化钠及氧化钾等组分，将粉煤灰放置到粒度小于200目的标准筛进行筛选，粉煤灰的烧失量小于15％。
该方法步骤一进行污染土壤调质，步骤二进行改性蛭石拌合预固化，步骤三进行激发无机固化，步骤四进行养护。
所述的污染土壤调质的方法为：将污染土壤放置到细度为10目的标准筛中进行筛选，在筛选过后的容器中加入水，将污染土壤的含水量调节为20％～35％；将调节好含水量的污染土壤与改性膨胀蛭石按1:35～45的质量比拌合，待充分拌合后陈化1天～3天；将陈化后的土壤按1：20～30的掺合比例掺入激发固化组分，充分拌合后进行养护固化。
养护固化的环境湿度大于90％，养护时间为15天～35天。
本发明的有益效果是：本发明修复剂中含有的预处理固定组分改性膨胀蛭石是一种具有优异的吸附性能、离子交换性能的层状硅铝酸盐矿物，可有效交换吸附土壤溶液中的重金属离子，将其固定在其层间域内，减少其移动性和对生物体的毒害作用。而激发固化组分能够通过自激发作用，将其中含有的活性含铝含硅组分结构胶凝重构，形成以铝氧四面体和硅氧四面体的凝胶固化结构单元，在此过程中将土壤中的重金属进行进一步的有效的固化，提升其固化的效果。这双重固化作用对重金属土壤的固化还可以根据土壤的性质、重金属含量及其存在的形态来调整组分间比例和组分内有效物质所占的质量分数，从而提高针对各种污染类型的重金属土壤的固定效果。
利用此修复剂固化土壤时可以获得凝固紧密、土体收缩量小且不易产生龟裂的固化体，因此固化体的抗渗、抗冻/抗裂性能较好，较好地解决了传统固化材料固化土壤是存在的水稳定性差、干缩大、易开裂等问题，并且经固化的土壤也不易出现“二次泥化”现象。同时该土壤修复剂工艺简单，原料来源广泛、价廉易得、易于现场施工等优点，可以广泛用于我国的重金属土壤修复，防止重金属土壤对地下水及生物体产生毒害作用，起到修复和保护环境的双重作用。
具体实施方式：
结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例一：
一种重金属污染土壤修复剂及使用方法，该修复剂包含了预处理固化组分改性膨胀蛭石，其改性过程是将改性膨胀蛭石研磨至过100目标准筛的细度，然后对其在150℃条件下进行煅烧3小时；激发固化组分由消石灰8％、壳聚糖10％、水玻璃22％、粉煤灰60％均匀混合而成。其中消石灰过200目细度，消化前含钙量为85％；壳聚糖N-脱乙酰度含量为55％；水玻璃为固态，含固量为95％；粉煤灰细度过200目，烧失量为5％。
将上述改性膨胀蛭石按照1:35的质量比与预先进行调质的铅、锌、砷重金属污染土壤(过10目标准筛，含水量为35％)进行预固化拌合均匀，后陈化1天；再按1:20的质量比掺入上述激发固化剂，混合均匀后在湿度大于90％的条件下养护15天；经固化后土壤中重金属的浸出毒性大大降低。
实施例二：
一种重金属污染土壤修复剂及使用方法，该修复剂包含了预处理固化组分改性膨胀蛭石，其改性过程是将改性膨胀蛭石研磨至过100目标准筛的细度，然后对其在300℃条件下进行煅烧1小时；激发固化组分由消石灰11％、壳聚糖10％、水玻璃34％、粉煤灰45％均匀混合而成。其中消石灰过200目细度，消化前含钙量为80％；壳聚糖N-脱乙酰度含量为70％；水玻璃为固态，含固量为95％；粉煤灰细度过200目，烧失量为8％。
将上述改性膨胀蛭石按照1:45的质量比与预先进行调质的铅、镉重金属污染土壤(过10目标准筛，含水量为20％)进行预固化拌合均匀，后陈化3天；再按1:30的质量比掺入上述激发固化剂，混合均匀后在湿度大于90％的条件下养护35天；经固化后土壤中重金属的浸出毒性大大降低。
实施例三：
一种重金属污染土壤修复剂及使用方法，该修复剂包含了预处理固化组分改性膨胀蛭石，其改性过程是将改性膨胀蛭石研磨至过100目标准筛的细度，然后对其在200℃条件下进行煅烧2小时；激发固化组分由消石灰4％、壳聚糖4％、水玻璃34％、粉煤灰58％均匀混合而成；其中消石灰过200目细度，消化前含钙量为83％；壳聚糖N-脱乙酰度含量为65％；水玻璃为固态，含固量为97％；粉煤灰细度过200目，烧失量为10％。
将上述改性膨胀蛭石按照1:40的质量比与预先进行调质的铜、锌重金属污染土壤(过10目标准筛，含水量为25％)进行预固化拌合均匀，后陈化2天；再按1:25的质量比掺入上述激发固化剂，混合均匀后在湿度大于90％的条件下养护30天；经固化后土壤中重金属的浸出毒性大大降低。
使用效果实验：
本研究通过10块由不同重金属污染土壤进行试验，考察该重金属污染土壤修复剂各方面的效果。测试项目标准为：
实施例一数据
实施例二数据
实施例三数据
综上所述，本发明其不仅可以实现土壤重金属的高效固化，解决土壤重金属污染的问题，而且可以有效的避免呈强酸或强碱性及二次污染，实现环境效益和社会效益的统一。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。