本技术涉及一种煤基固废复合材料及其在土壤修复领域的应用。该材料由脱硫石膏、粉煤灰、木纤维和腐殖酸组成,旨在利用煤基固废改善土壤质量。
背景技术
土壤作为人类不可或缺的不可再生资源,是人类赖以生存的物质基础。近几十年来,随着全球人口的快速增长,能源开发、工业建设和城市化也以惊人的速度发展。全球工业化导致大量具有潜在毒性的化合物排放到环境中,其中包括重金属。据统计,过去50年中,全球排放到环境中的Cd达到22万t、Cu 93.9万t、Pb 78.3万t和Zn 135万t,其中有相当的部分直接或间接的进入土壤环境,从而使部分地区的土壤环境遭受污染,以致破坏当地生态系统正常功能,并对人体健康造成危害。同时,重金属污染具有潜伏期长、危害大、不易被人们察觉的特点,而且重金属一旦形成污染,就不易从环境中去除,具有较强的顽固性,故此重金属常被人们列为需优先治理的污染物类型之一。各类工业企业生产所产生的土壤重金属污染更具有长期性和隐蔽性,企业周边农田中重金属累积后不仅降低农产品产量及品质,其还可能通过径流和淋洗作用于污染区地表、地下水,致使整个区域生态环境的恶化,最终危害到人类健康。
土壤修复是在传统土壤化学等分支科学体系基础上,汲取土壤生态学、土壤化学,农业化学,植物营养学、环境化学、环境工程等相关学科理论基础、方法和技术,逐步发展成为以污染区域、污染特征、污染风险预测与评估、土壤污染控制与修复技术研发、综合管理和生物资源处置等为核心研究内容的土壤类分支学科。
重金属是指在工业生产和生物效应中具有重要意义的一大类元素,一般指比重大于4.0,且工业上常用的、对生物体有毒性的金属元素,如Hg、Cd、Pb、As和Cr等。环境中的重金属具有一些显著的共同行为特征,区别于有机化合物,同时重金属污染土壤的修复机理和技术也具有显著的特征。土壤重金属污染则是指由于人类活动使进入土壤的重金属数量上超过了其在土壤本体含量和土壤的环境容量,从而致使土壤组成及理化性质发生变化的过程。当土壤自身生态平衡遭到破坏后,土壤自然功能及土壤质量都将恶化。重金属污染土壤的主要途径分别为含污废水农田灌溉和重金属粉尘的自然沉降两种。土壤重金属不但通过农产品、地下水等途径经食物链危害人体健康,同时还具有能够稳定固着与土壤,难于迁移的特点,继而表现出污染的积累性和较强的地域性。
受重金属污染土壤常采用物理、化学、生物学技术进行修复,常能取得较好的效果。
中国专利CN109020748A公开了一种重金属土壤修复剂,由鸟粪石、骨粉、磷灰石组成。能够提高土壤pH值,钝化重金属,降低重金属活性,提高土壤生产能力。并且该土壤修复剂制备方法简单、制备成本低,具有很高的推广应用价值。
中国专利CN106221701A公开了一种重金属土壤修复剂,按重量份数计,包括以下原料组成:活性炭纤维15~25份;氨基多羧基酸5~12份;有机酸5~10份;有机质3~10份;生物乳化剂2~8份;木质素磺酸钠1~5份。该发明所提出的土壤修复剂配方合理,制备方法简单,能够有效地降低土壤中多种重金属污染物,提高土壤空气的通透性,并能改善农作物的生长环境,同时,对环境友好,绿色环保。
但是上述现有技术中的土壤修复剂并不能实现较高浓度的复合重金属污染情况,修复效果有待提升。
实现思路