一种重金属污染地下水原位修复材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境污染治理与修复技术领域，涉及一种重金属污染地下水原位修复 材料一一改性氢氧化镁浆液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 重金属及其化合物是无机化工的主要产品之一，在化工、机械等行业被广泛运用。 例如，铅可用作耐硫酸腐蚀、防X射线、蓄电池的材料。其合金可作铅字、轴承、电缆包皮、体 育运动器材铅球等。铬可用于制不锈钢，汽车零件，工具，磁带和录像带等。据统计，我国国 民经济中约15%的产品与铬及其化合物有关。近年来，随着国民经济的快速发展，产生的重 金属废水、废渣也逐年增加。而很多含重金属废水、废渣并没有及时地回收利用或处理，造 成了严重的水体污染与土壤污染。据不完全统计，我国受重金属污染的耕地有1. 5亿亩，每 年造成的经济损失超过200亿。很多地区因冶炼厂、矿山开采等工业活动导致当地的地下 水重金属严重超标。由铬渣堆放而导致的土壤及地下水铬污染环境问题等。
[0003] 目前，地下水重金属污染的修复技术主要分两类：原位修复和异位修复。异位修复 因其成本高、工程量大等特点，一般只适用于污染物浓度高、污染范围小的地下水污染。原 位修复技术包括：可渗透反应墙（PRB)、原位电化学动力修复、微生物修复技术和原位反应 带修复技术（IRZ)。其中原位电化学动力修复成本较高、在修复后期效果较差等缺点。微生 物技术有着成本低、能够有效修复低浓度区等优点，但微生物技术对场地环境的要求较为 严格，适用范围较窄。由于可渗透反应墙技术容易出现堵塞、致使污染地下水绕流、修复后 期效果变差。反应带技术能够有效改善PRB技术的这一不足，而且原位反应带修复技术有 着成本低、适用范围广、能够长时间修复地下水环境污染等优点。
[0004] 反应试剂的选择是原位反应带技术的核心问题。由于重金属不可降解，因此稳定 化是重金属修复的主要方法之一。研宄表明通过调节地下水的PH值，使重金属由离子转 化为沉淀是一种有效的修复方法。常用的碱类物质主要有氢氧化物（NaOH、KOH、Ca(OH) 2、 Mg(OH)2)和碳酸盐类（Na2C03、K2C0 3、CaC03、MgCO3)。碱金属的氢氧化物和碳酸盐由于其溶 解度很大，很容易随水迀移，长时间的缓冲能力很弱。而CaC0 3、1%0)3的pH调节能力较弱， 对二价重金属离子的沉淀作用很弱。Ca(OH)JPMg(OH) 2的溶解度较低，注入到地下环境中 能够缓慢释放0Γ，沉淀重金属离子，具有长时间的缓冲能力。相比Ca (OH) 2, Mg (OH) 2的溶解 度更低，长时间的缓冲能力比Ca (OH) 2强的多，而且由于Mg (OH) 2释放MT速度较慢，对地下 环境的影响也较小，更适合作反应试剂。
[0005] 氢氧化镁是镁化学制品中仅次于镁砂和轻烧氧化镁居第三位的镁化学品，是欧 洲、美国等发达国家推行可持续发展战略、保护环境、清洁生产、有益生态发展进程中备受 青睐和推崇的产品之一，被称为绿色安全中和剂、环境友好阻燃剂和第三种碱。氢氧化镁用 于水的净化时有如下优点：活性高，对废水中的悬浮物、COD、B0D、油质、臭味、重金属离子、 磷酸盐、硫酸盐、酸、染料、酚、硅酸盐都有较好的去除效果，去除率可达75 % - 99 %，特别 适用于造纸废水、电镀废水、生活污水、印染废水、制革废水，高氟废水，酸性废水。氢氧化镁 由于其比表面积大，吸附力强，易从各种不同的工业废液中吸附并除去对环境造成危害的 2+工(12+1112+、& 3+等重金属离子，而且氢氧化镁的溶解度很低，不会引起太大的？!1值变化。 目前国内外对氢氧化镁的研宄主要还集中在处理地表水污染，对土壤和地下水污染修复的 研宄还鲜有报道，因此研宄氢氧化镁用于地下环境修复很有必要。但氢氧化镁悬浊液的稳 定性很差，易沉降，需要对它改性。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种相对稳定、能够在地下环境中迀移分散、缓慢释放 ΟΓ以吸附、沉淀重金属离子，修复地下水重金属污染的重金属污染地下水原位修复材料一 ΟΓ缓释剂及其制备方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明的重金属污染地下水原位修复材料一 ΟΓ缓释剂是由氢 氧化镁粉末、水、十二烷基硫酸钠、吐温80混合制成的氢氧化镁悬浊液，氢氧化镁悬浊液的 质量浓度为〇. 5-2%，十二烷基硫酸钠的投加量为氢氧化镁质量的1 %，吐温80的投加量为 氢氧化镁质量的1% -2%。
[0008] 上述重金属污染地下水原位修复材料的制备方法如下：
[0009] (1)称取一定质量的氢氧化镁粉末，加入一定体积的水，搅拌5-10min，常温下超 声处理5-10min，得到悬浊液；
[0010] (2)向悬浊液中加入十二烷基硫酸钠，搅拌5-10min，十二烷基硫酸钠的投加量为 氢氧化镁质量的1% ;
[0011] (3)向悬浊液中加入吐温80,搅拌5-10min，吐温80的投加量为氢氧化镁质量的 1% -2% ；
[0012] (4)将悬浊液超声处理15-20min，再持续搅拌0. 5-2h，得到稳定的氢氧化镁悬浊 液，氢氧化镁悬浊液的质量浓度为〇. 5-2%。
[0013] 所述步骤（1)中搅拌的速度为800-1000r/min。
[0014] 所述步骤（2)、步骤（3)、步骤（4)中的搅拌速度为300-500r/min。
[0015] 所述超声频率为40kHz。
[0016] 发明人进行了大量的实验，从众多的表面活性剂中选择合适的分散剂对氢氧化镁 进行乳化，其中仅当十二烷基硫酸钠（SDS)投加量达到氢氧化镁质量的10%时，得到的氢 氧化镁悬浊液能够在静置3h后不分层，而采用其余表面活性剂，如吐温80、偏硅酸钠、十二 烷基苯磺酸钠、聚乙二醇时，无论怎样调整投加量，氢氧化镁悬浊液都在静置不到半小时后 发生分层；当采用聚炳烯酸钠作为分散剂时且投加量达到氢氧化镁质量的10%时，氢氧化 镁悬浊液也只能达到静置Ih后即分层。由于单独采用SDS作为分散剂用量较大，且其可 燃，具