本发明属于环保领域，尤其涉及一种土壤重金属钝化剂及其应用。
背景技术：
：随着我国经济社会的不断发展，电镀、矿冶、化工等行业领域废水产生量不断增加，废水中含有大量的危害性重金属，通过各种途径进入包括土壤在内的各环境体系中；种植、养殖等农业领域，由于使用到大量的农药、化肥，以及产生大量的禽畜粪便等污染物，其中含有的重金属成分也会对土壤环境造成负面不利影响。常见的重金属污染元素包括镉(cd)、铅(pb)、铬(cr)、汞(hg)、砷(as)等，这些重金属成分不仅会影响到土壤植被、土壤动物、土壤养分等，还会伴随着粉尘、食物链等进入人体，对人体健康产生巨大危害。重金属污染土壤的修复方法包括化学淋洗、热脱附、钝化稳定化、电化学法等，其中钝化稳定化法具有操作简便、综合成本较低、处理速度快的优势，适合于处理污染面积大、污染程度较低的农田土壤。目前，钝化稳定化法所采用的钝化剂主要有碱性材料类(如氧化钙)、含磷材料类(如磷酸盐)、含硫物(如硫化物)、粘土/岩土类材料等，其重金属钝化效果还有待进一步的提升。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种土壤重金属钝化剂及其应用，本发明提供的土壤重金属钝化剂对于土壤中的铅、镉等重金属具有十分优异的钝化效果。本发明提供了一种土壤重金属钝化剂，包括改性硅藻土，其特征在于，所述改性硅藻土按照以下步骤制备得到：a)将硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合，得到多组分混合液；b)将所述多组分混合液的ph值调节至碱性，之后进行固液分离，得到固体产物；c)将所述固体产物进行干燥和灼烧，得到改性硅藻土。优选的，所述硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠的质量比为1：(0.001～0.005)：(0.01～0.5)：(0.01～0.15)。优选的，步骤a)具体包括：a1)将十八烷基三甲基氯化铵和水混合，得到十八烷基三甲基氯化铵溶液；a2)将所述十八烷基三甲基氯化铵溶液和硅藻土混合，得到第一混合液；a3)将所述第一混合液和氯化镁混合，得到第二混合液；a4)将所述第二混合液与磷酸氢二钠混合，得到多组分混合液。优选的，步骤a2)中，所述混合的温度为70～90℃，所述混合的时间为1～3h；步骤a3)中，所述混合的温度为70～90℃，所述混合的时间为2～4h；步骤a4)中，所述混合的温度为70～90℃，所述混合的时间为1～3h。优选的，步骤b)中，调节所述ph值所使用的试剂为氢氧化钠。优选的，步骤b)中，将所述多组分混合液的ph值调节至10.5～11.5；完成ph值调节后，静置6～18h再进行所述固液分离。优选的，步骤c)中，所述灼烧的温度为350～500℃；所述灼烧的时间为3～5h。优选的，所述土壤重金属钝化剂中还包括氧化钙和/或过磷酸钙。本发明提供了一种重金属污染土壤治理方法，包括以下步骤：将重金属污染土壤与上述技术方案所述的土壤重金属钝化剂混合，所述重金属污染土壤中的有效态重金属在所述土壤重金属钝化剂存在下钝化，得到治理后土壤。优选的，治理过程中所述重金属污染土壤的含水率维持在其饱和含水率的40～60％。与现有技术相比，本发明提供了一种土壤重金属钝化剂及其应用。本发明提供的土壤重金属钝化剂包括改性硅藻土，其特征在于，所述改性硅藻土按照以下步骤制备得到：a)将硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合，得到多组分混合液；b)将所述多组分混合液的ph值调节至碱性，之后进行固液分离，得到固体产物；c)将所述固体产物进行干燥和灼烧，得到改性硅藻土。本发明采用改性硅藻土作为土壤重金属钝化剂的主要材料，硅藻土本身具有独特的微观结构，比表面积大，可增强土壤的分散性能以及透气性能，在治理土壤重金属污染的同时，还可以避免对土壤产生板结、盐碱化等负面影响，具有良好的综合性能。通过利用氯化镁、磷酸二氢钠对硅藻土进行化学改性，一方面可改变硅藻土表面的酸碱性环境，防止其表面硅羟基为氢离子占据而丧失吸附性能；另一方面又可以改善硅藻土颗粒性能；同时，改性后的硅藻土在高温灼烧过程中，氢氧化物分解产生水分的流失，增加孔道，还能在一定程度上提高其比表面积；此外，附着在硅藻土孔壁的磷酸盐类物质也可在微观结构上对重金属进行更有效的钝化。实验结果表明，本发明提供的土壤重金属钝化剂对于土壤中的铅、镉等重金属具有十分优异的钝化效果，能够显著降低土壤中有效态重金属的含量。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种土壤重金属钝化剂，包括改性硅藻土，所述改性硅藻土由硅藻土改性制成，其具体的改性步骤包括：a)将硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合，得到多组分混合液；b)将所述多组分混合液的ph值调节至碱性，之后进行固液分离，得到固体产物；c)将所述固体产物进行干燥和灼烧，得到改性硅藻土。在本发明提供的上述硅藻土改性步骤中，首先将硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合，得到多组分混合液。其中，所述硅藻土的二氧化硅含量优选为65～70wt％；所述硅藻土的砷含量优选为≤5mg/kg；所述硅藻土的铅含量优选为≤5mg/kg；所述硅藻土的比表面积优选为20～30m2/g；所述硅藻土的孔隙率优选为80～90％；所述硅藻土的孔体积优选为0.3～0.45cm3/g；所述硅藻土的孔径优选为7.5～15nm；所述硅藻土在混合前优选先进行预处理，所述预处理的方式优选为依次进行干燥和灼烧，所述干燥的温度优选为100～150℃，具体可为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃，所述干燥的时间没有特别限定(干燥至恒重即可)，所述灼烧的温度优选为300～450℃，具体可为300℃、350℃、400℃或450℃，所述灼烧的时间优选为4～6h，具体可为4h、4.5h、5h、5.5h或6h；所述硅藻土与十八烷基三甲基氯化铵的质量比优选为1：(0.001～0.005)，具体可为1:0.001、1:0.0015、1:0.002、1:0.0023、1:0.0025、1:0.003、1:0.0035、1:0.004或1:0.0045；所述硅藻土与氯化镁的质量比优选为1：(0.01～0.5)，具体可为1:0.01、1:0.05、1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45或1:0.5；所述硅藻土与磷酸氢二钠的质量比优选为1：(0.01～0.15)，具体可为1:0.01、1:0.02、1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09、1:0.1、1:0.12或1:0.15；所述硅藻土与水的质量比优选为(50～80)：150，具体可为50:150、55:150、60:150、65:150、70:150、75:150或80:150。在本发明提供的上述硅藻土改性步骤中，所述硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合的具体过程优选包括：a1)将十八烷基三甲基氯化铵和水混合，得到十八烷基三甲基氯化铵溶液；a2)将所述十八烷基三甲基氯化铵溶液和硅藻土混合，得到第一混合液；a3)将所述第一混合液和氯化镁混合，得到第二混合液；a4)将所述第二混合液与磷酸氢二钠混合，得到多组分混合液。在本发明提供的上述混合过程中，步骤a1)中，所述混合的温度优选为15～35℃，具体可为25℃(室温)；所述混合的时间优选为5～20min，具体可为10min。在本发明提供的上述混合过程中，步骤a2)中，所述混合的温度优选为70～90℃，具体可为70℃、75℃、80℃、85℃或90℃；所述混合的时间优选为1～3h，具体可为1h、1.5h、2h、2.5h或3h。在本发明提供的上述混合过程中，步骤a3)中，所述氯化镁优选以氯化镁水溶液的形式参与混合，所述氯化镁水溶液的浓度优选为5～20wt％，具体可为5wt％、10wt％、15wt％或20wt％；所述混合的温度优选为70～90℃，具体可为70℃、75℃、80℃、85℃或90℃；所述混合的时间优选为2～4h，具体可为2h、2.5h、3h、3.5h或4h。在本发明提供的上述混合过程中，步骤a4)中，所述磷酸氢二钠优选以磷酸氢二钠水溶液的形式参与混合，所述磷酸氢二钠水溶液的浓度优选为20～40wt％，具体可为20wt％、25wt％、30wt％、35wt％或40wt％；所述混合的温度优选为70～90℃，具体可为70℃、75℃、80℃、85℃或90℃；所述混合的时间优选为1～3h，具体可为1h、1.5h、2h、2.5h或3h。在本发明提供的上述硅藻土改性步骤中，得到多组分混合液后，将所述多组分混合液的ph值调节至碱性。其中，调节所述ph值所使用的试剂优选为氢氧化钠，所述氢氧化钠优选以氢氧化钠水溶液的形式参与ph值的调节，所述氢氧化钠水溶液的浓度优选为10～50wt％，具体可为10wt％、20wt％、30wt％、40wt％或50wt％；所述多组分混合液的ph值优选调节至10.5～11.5，具体可为10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11、11.1、11.2、11.3、11.4或11.5。完成ph值的调节后，静置一段时间，所述静置的时间优选为6～18h，具体可为6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h或18h，之后进行固液分离，得到固体产物。在本发明提供的上述硅藻土改性步骤中，得到固体产物后，将所述固体产物进行干燥和灼烧。其中，所述干燥的温度优选为100～150℃，具体可为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃；所述干燥的时间没有特别限定(干燥至恒重即可)；所述干燥的设备可选择鼓风干燥箱；所述灼烧的温度优选为300～450℃，具体可为300℃、350℃、400℃或450℃；所述灼烧的时间优选为3～5h，具体可为3h、3.5h、4h、4.5h或5h；所述灼烧的设备可选择高温电阻炉。灼烧结束后，得到改性硅藻土。在本发明提供的土壤重金属钝化剂中，其成分除了改性硅藻土之外，优选还包括氧化钙和/或过磷酸钙；所述改性硅藻土与氧化钙的质量比优选为(1～10)：1，具体可为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1；所述改性硅藻土与过磷酸钙的质量比优选为(1～10)：1，具体可为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。本发明提供的土壤重金属钝化剂采用改性硅藻土作为主要材料，硅藻土本身具有独特的微观结构，比表面积大，可增强土壤的分散性能以及透气性能，在治理土壤重金属污染的同时，还可以避免对土壤产生板结、盐碱化等负面影响，具有良好的综合性能。通过采用氯化镁、磷酸二氢钠对硅藻土进行化学改性，一方面，可改变硅藻土表面的酸碱性环境，防止其表面硅羟基为氢离子占据而丧失吸附性能；另一方面，又可以改善硅藻土颗粒性能；同时，改性后的硅藻土在高温灼烧过程中，氢氧化物分解产生水分的流失，增加孔道，还能在一定程度上提高其比表面积；此外，附着在硅藻土孔壁的磷酸盐类物质也可在微观结构上对重金属进行更有效的钝化。在本发明提供的优选技术方案中，通过对硅藻土进行高温预处理，可在一定程度上去除硅藻土中的可分解性杂质，扩展硅藻土孔道及比表面积，增强其对重金属的吸附能力，从而提高改性硅藻土的重金属钝化能力。在本发明提供的另一优选技术方案中，通过将改性硅藻土与氧化钙、过磷酸钙等材料复配，进一步提高了土壤重金属钝化剂的重金属钝化效果；同时，由于硅藻土本身具有良好的透气性及持水性，因此上述化学钝化材料的引入也不会对土壤环境产生明显的负面影响。实验结果表明，本发明提供的土壤重金属钝化剂对于土壤中的铅、镉等重金属具有十分优异的钝化效果，能够显著降低土壤中有效态重金属的含量。本发明还提供了一种重金属污染土壤治理方法，包括以下步骤：将重金属污染土壤与上述技术方案所述的土壤重金属钝化剂混合，所述重金属污染土壤中的有效态重金属在所述土壤重金属钝化剂存在下钝化，得到治理后土壤。在本发明提供的治理方法中，所述重金属污染土壤中的重金属污染物包括但不限于铅(pb)和/或隔(cd)；所述重金属污染土壤中的有效态pb含量优选为50～500mg/kg，具体可为50mg/kg、100mg/kg、146mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg、400mg/kg、450mg/kg或500mg/kg，总pb含量优选为200～1000mg/kg，具体可为200mg/kg、250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg、400mg/kg、450mg/kg、459mg/kg、500mg/kg、550mg/kg、600mg/kg、650mg/kg、700mg/kg、750mg/kg、800mg/kg、850mg/kg、900mg/kg、950mg/kg或1000mg/kg；所述重金属污染土壤中的有效态cd含量优选为0.5～5mg/kg，具体可为0.5mg/kg、1mg/kg、1.5mg/kg、1.61mg/kg、2mg/kg、2.5mg/kg、3mg/kg、3.5mg/kg、4mg/kg、4.5mg/kg或5mg/kg，总cd含量优选为1～10mg/kg，具体可为1mg/kg、2mg/kg、2.5mg/kg、3mg/kg、4mg/kg、5mg/kg、6mg/kg、7mg/kg、8mg/kg、9mg/kg或10mg/kg；所述土壤重金属钝化剂的用量优选为所述重金属污染土壤质量的1～5wt％，具体可为1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％；治理过程中，所述重金属污染土壤的含水率优选维持在其饱和含水率的40～60％，具体可为40％、45％、50％、55％或60％。本发明提供的重金属污染土壤治理方法采用本发明提供的钝化剂治理重金属污染土壤，该方法对于土壤中的铅、镉等重金属具有十分优异的钝化效果，能够显著降低土壤中有效态重金属的含量，具有良好的环境效益和经济效益。为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。实施例1将硅藻土(助滤级，二氧化硅含量65～70wt％，砷、铅含量分别为≤5mg/kg，比表面积20～30m2/g，孔隙率80～90％，孔体积0.3～0.45cm3/g，孔径7.5～15nm)干燥至恒重，之后置于高温电阻炉中于300℃下灼烧4小时，得到高温处理后的硅藻土。向带搅拌的500ml三口反应器中加入150g去离子水，开启搅拌，向其中加入0.1g十八烷基三甲基氯化铵，常温下继续搅拌10分钟至十八烷基氯化铵完全溶解；之后，向反应器中加入高温处理后的硅藻土50g，搅拌30min，以6～8℃/min的升温速度将体系温度升高至70℃，保温搅拌2小时；而后，向反应器中按质量比1：1(氯化镁溶液：硅藻土)加入5wt％的氯化镁溶液；继续保温搅拌2小时后，向反应器中按质量比0.1:1(磷酸二氢钠溶液：硅藻土)缓慢滴加30wt％的磷酸氢二钠溶液，反应1小时；而后，向反应器中滴加30wt％的氢氧化钠溶液，并实时监测体系ph值，调节反应体系ph至11±0.1后，停止滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌2小时后，停止搅拌，得到固液混合体系。将反应完成的固液混合体系静置12h后置于真空抽滤机上进行抽滤，抽干后取滤饼置于鼓风干燥箱中于120℃下进行干燥，直至恒重；将干燥后的改性硅藻土置于高温电阻炉中于350℃下灼烧3小时，得到改性硅藻土(a1)。实施例2将硅藻土(助滤级，二氧化硅含量65～70wt％，砷、铅含量分别为≤5mg/kg，比表面积20～30m2/g，孔隙率80～90％，孔体积0.3～0.45cm3/g，孔径7.5～15nm)干燥至恒重，之后置于高温电阻炉中于450℃下灼烧6小时，得到高温处理后的硅藻土。向带搅拌的500ml三口反应器中加入150g去离子水，开启搅拌，向其中加入0.2g十八烷基三甲基氯化铵，常温下继续搅拌10分钟至十八烷基氯化铵完全溶解；之后，向反应器中加入高温处理后的硅藻土80g，搅拌30min，以6～8℃/min的升温速度将体系温度升高至90℃，保温搅拌2小时；而后，向反应器中按质量比1：1(氯化镁溶液：硅藻土)加入20wt％的氯化镁溶液；继续保温搅拌4小时后，向反应器中按质量比0.3:1(磷酸二氢钠溶液：硅藻土)缓慢滴加30wt％的磷酸氢二钠溶液，反应3小时；而后，向反应器中滴加30wt％的氢氧化钠溶液，并实时监测体系ph值，调节反应体系ph至11±0.1后，停止滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌2小时后，停止搅拌，得到固液混合体系。将反应完成的固液混合体系静置12h后置于真空抽滤机上进行抽滤，抽干后取滤饼置于鼓风干燥箱中于120℃下进行干燥，直至恒重；将干燥后的改性硅藻土置于高温电阻炉中于500℃下灼烧5小时，得到改性硅藻土(a2)。实施例3将硅藻土(助滤级，二氧化硅含量65～70wt％，砷、铅含量分别为≤5mg/kg，比表面积20～30m2/g，孔隙率80～90％，孔体积0.3～0.45cm3/g，孔径7.5～15nm)干燥至恒重，之后置于高温电阻炉中于400℃下灼烧5小时，得到高温处理后的硅藻土。向带搅拌的500ml三口反应器中加入150g去离子水，开启搅拌，向其中加入0.15g十八烷基三甲基氯化铵，常温下继续搅拌10分钟至十八烷基氯化铵完全溶解；之后，向反应器中加入高温处理后的硅藻土65g，搅拌30min，以6～8℃/min的升温速度将体系温度升高至80℃，保温搅拌2小时；而后，向反应器中按质量比1：1(氯化镁溶液：硅藻土)加入15wt％的氯化镁溶液；继续保温搅拌3小时后，向反应器中按质量比0.2:1(磷酸二氢钠溶液：硅藻土)缓慢滴加30wt％的磷酸氢二钠溶液，反应3小时；而后，向反应器中滴加30wt％的氢氧化钠溶液，并实时监测体系ph值，调节反应体系ph至11±0.1后，停止滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌2小时后，停止搅拌，得到固液混合体系。将反应完成的固液混合体系静置12h后置于真空抽滤机上进行抽滤，抽干后取滤饼置于鼓风干燥箱中于120℃下进行干燥，直至恒重；将干燥后的改性硅藻土置于高温电阻炉中于420℃下灼烧4小时，得到改性硅藻土(a3)。对比例1将硅藻土(助滤级，二氧化硅含量65～70wt％，砷、铅含量分别为≤5mg/kg，比表面积20～30m2/g，孔隙率80～90％，孔体积0.3～0.45cm3/g，孔径7.5～15nm)干燥至恒重，之后置于高温电阻炉中于300℃下灼烧4小时，得到高温处理后的硅藻土。向带搅拌的500ml三口反应器中加入150g去离子水，开启搅拌，向其中加入0.1g十八烷基三甲基氯化铵，常温下继续搅拌10分钟至十八烷基氯化铵完全溶解；之后，向反应器中加入高温处理后的硅藻土50g，搅拌30min，以6～8℃/min的升温速度将体系温度升高至70℃，保温搅拌2小时；而后，向反应器中按质量比1：1(氯化镁溶液：硅藻土)加入5wt％的氯化镁溶液；继续保温搅拌2小时后向反应器中缓慢滴加30wt％的氢氧化钠溶液，并实时监测体系ph值，调节反应体系ph为11±0.1后，停止滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌2小时后，停止搅拌，得到固液混合体系。将反应完成的固液混合体系静置12h后置于真空抽滤机上进行抽滤，抽干后取滤饼置于鼓风干燥箱中于120℃下进行干燥，直至恒重；将干燥后的改性硅藻土置于高温电阻炉中于350℃下灼烧3小时，得到改性硅藻土(b1)。对比例2将硅藻土(助滤级，二氧化硅含量65～70wt％，砷、铅含量分别为≤5mg/kg，比表面积20～30m2/g，孔隙率80～90％，孔体积0.3～0.45cm3/g，孔径7.5～15nm)干燥至恒重，之后置于高温电阻炉中于450℃下灼烧6小时，得到高温处理后的硅藻土。向带搅拌的500ml三口反应器中加入150g去离子水，开启搅拌，向其中加入0.3g十八烷基三甲基氯化铵，常温下继续搅拌10分钟至十八烷基氯化铵完全溶解；之后，向反应器中加入高温处理后的硅藻土80g，持续搅拌30min，以6～8℃/min的升温速度将体系温度升高至70℃，保温搅拌2小时；而后，向反应器中按质量比1：1(氯化镁溶液：硅藻土)加入20wt％的氯化镁溶液；继续保温搅拌4小时后向反应器中缓慢滴加30wt％的氢氧化钠溶液，并实时监测体系ph值，调节反应体系ph为11±0.1后，停止滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌2小时后，停止搅拌，得到固液混合体系。将反应完成的固液混合体系静置12h后置于真空抽滤机上进行抽滤，抽干后取滤饼置于鼓风干燥箱中于120℃下进行干燥，直至恒重；将干燥后的改性硅藻土置于高温电阻炉中于500℃下灼烧5小时，得到改性硅藻土(b2)。对比例3将硅藻土(助滤级，二氧化硅含量65～70wt％，砷、铅含量分别为≤5mg/kg，比表面积20～30m2/g，孔隙率80～90％，孔体积0.3～0.45cm3/g，孔径7.5～15nm)干燥至恒重，之后置于高温电阻炉中于400℃下灼烧5小时，得到高温处理后的硅藻土。向带搅拌的500ml三口反应器中加入150g去离子水，开启搅拌，向其中加入0.15g十八烷基三甲基氯化铵，常温下继续搅拌10分钟至十八烷基氯化铵完全溶解；之后，向反应器中加入高温处理后的硅藻土65g，搅拌30min，以6～8℃/min的升温速度将体系温度升高至80℃，保温搅拌2小时；而后，向反应器中按质量比1：1(氯化镁溶液：硅藻土)加入15wt％的氯化镁溶液；继续保温搅拌3小时后，向反应器中按质量比0.2:1(磷酸二氢钠溶液：硅藻土)缓慢滴加30wt完成的％的磷酸氢二钠溶液，反应3小时。将反应固液混合体系置于真空抽滤机上进行抽滤，抽干后取滤饼置于鼓风干燥箱中于120℃下进行干燥，直至恒重；将干燥后的改性硅藻土置于高温电阻炉中于420℃下灼烧4小时，得到改性硅藻土(c)。实施例4将改性硅藻土a3与氧化钙按质量比4：1进行复配，得到复配产物d。实施例5将改性硅藻土a3与过磷酸钙按质量比4：1进行复配，得到复配产物e。实施例6重金属污染土壤治理方法和效果评价，具体如下：在250ml玻璃高脚烧杯中加入150g已经过除杂处理的镉、铅污染土壤，分别加入上述实施例和对比例的制品作为钝化材料，混合均匀后加入水，加水量以使土壤的含水率达饱和含水量的50％来计算；加水完毕后，充分搅拌混匀，使用保鲜膜扎紧烧杯口，并在保鲜膜上每隔1cm距离扎直径2mm孔一个；每2天加水搅拌混匀一次，以保持体系含水量；当熟化时间达到30天时，取出土壤样品，置于室内风干，送检。在本实施例中，所应用对象为福建西部某矿区重金属污染农地土壤，主要污染重金属成分为铅(pb)、镉(cd)。该土壤污染情况如表1所示：表1土壤的pb、cd污染情况项目重金属有效态含量(mg/kg)重金属总量(mg/kg)pb146459cd1.612.5在本实施例中，土壤样品的有效态铅、镉按hj804-2016《土壤8种有效态元素的测定二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法》检测。在本实施例中，不同钝化材料的重金属治理效果，详见表2：表2不同钝化材料的重金属治理效果由以上应用数据来看可知，改性后的硅藻土对土壤重金属铅、镉吸附能力均得到了大幅度的提高，改性产物a2应用性能最佳，4％的用量下，对重金属铅、镉钝化效率分别达到60.3％和46.0％；复配产物d整体性能最佳，4％的用量下，其对重金属铅、镉钝化效率分别达64.4％和55.3％。此外，由于硅藻土具有良好的透气性能和持水性能，因此改性后的硅藻土及其复配物还能在一定程度上改善土壤环境，有利于污染土壤的安全高效利用。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种土壤重金属钝化剂，包括改性硅藻土，其特征在于，所述改性硅藻土按照以下步骤制备得到：
a)将硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合，得到多组分混合液；
b)将所述多组分混合液的ph值调节至碱性，之后进行固液分离，得到固体产物；
c)将所述固体产物进行干燥和灼烧，得到改性硅藻土。
2.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠的质量比为1：(0.001～0.005)：(0.01～0.5)：(0.01～0.15)。
3.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，步骤a)具体包括：
a1)将十八烷基三甲基氯化铵和水混合，得到十八烷基三甲基氯化铵溶液；
a2)将所述十八烷基三甲基氯化铵溶液和硅藻土混合，得到第一混合液；
a3)将所述第一混合液和氯化镁混合，得到第二混合液；
a4)将所述第二混合液与磷酸氢二钠混合，得到多组分混合液。
4.根据权利要求3所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，步骤a2)中，所述混合的温度为70～90℃，所述混合的时间为1～3h；
步骤a3)中，所述混合的温度为70～90℃，所述混合的时间为2～4h；
步骤a4)中，所述混合的温度为70～90℃，所述混合的时间为1～3h。
5.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，步骤b)中，调节所述ph值所使用的试剂为氢氧化钠。
6.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，步骤b)中，将所述多组分混合液的ph值调节至10.5～11.5；完成ph值调节后，静置6～18h再进行所述固液分离。
7.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，步骤c)中，所述灼烧的温度为350～500℃；所述灼烧的时间为3～5h。
8.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述土壤重金属钝化剂中还包括氧化钙和/或过磷酸钙。
9.一种重金属污染土壤治理方法，包括以下步骤：
将重金属污染土壤与权利要求1～8任一项所述的土壤重金属钝化剂混合，所述重金属污染土壤中的有效态重金属在所述土壤重金属钝化剂存在下钝化，得到治理后土壤。
10.根据权利要求9所述的治理方法，其特征在于，治理过程中所述重金属污染土壤的含水率维持在其饱和含水率的40～60％。
技术总结本发明属于环保领域，尤其涉及一种土壤重金属钝化剂及其应用。本发明提供的土壤重金属钝化剂包括改性硅藻土，其特征在于，所述改性硅藻土按照以下步骤制备得到：a)将硅藻土、十八烷基三甲基氯化铵、氯化镁和磷酸氢二钠在水中混合，得到多组分混合液；b)将所述多组分混合液的pH值调节至碱性，之后进行固液分离，得到固体产物；c)将所述固体产物进行干燥和灼烧，得到改性硅藻土。实验结果表明，本发明提供的土壤重金属钝化剂对于土壤中的铅、镉等重金属具有十分优异的钝化效果，能够显著降低土壤中有效态重金属的含量。
技术研发人员：周志威;肖尧;钟安良;代双艳;刘勇
受保护的技术使用者：福建龙净环保股份有限公司
技术研发日：2021.05.14
技术公布日：2021.08.03
