成果重點研究了污染土壤修復功能材料的高效性、配伍性、穩定性和實用性等問題。針對As、Sb污染土壤,以白炭黑為基體,開發了生物型鐵基材料,其作用機制主要包括:表面絡合、靜電吸附、配體交換、氧化還原;針對Pb、Cu、Zn、Cd復合污染土壤,以高嶺土/白炭黑為基體,開發了生物型硫化零價鐵材料,其作用機制主要包括:離子交換、吸附、沉淀、礦化、表面絡合;針對As、Sb、Zn、Ni、Cu復合污染土壤,以赤泥為基體,開發了含磷型修復材料,其作用機制主要包括:離子交換、吸附、表面絡合;針對Pb、Cu、Zn、Cd復合污染貧瘠土壤,以硼砂為原料,開發了含硼型修復材料,其作用機制主要包括:離子交換、吸附、表面鰲合;針對多金屬(Cd、Pb、Cu、Zn、Sb、As等)復合污染土壤,以白炭黑為載體,以配位、螯合、礦化沉淀、靜電吸引等作用機制為導向,通過多種配方的優化組合,已開發出適用不同污染行為的穩定化材料。
目前已完成污染土壤修復示范基地2個。對東安縣金江流域銻礦區周邊銻、砷污染土壤采用生物性白炭黑材料和硫酸鹽還原菌協同穩定化修復后,銻的穩定化率達到53.13%-92.03%,砷的穩定化率達到52.36%-70.9%;對水口山鉛鋅煤礦區周邊多金屬復合污染土壤采用含硼型白炭黑材料和紅麻聯合修復后,土壤中重金屬含量分別降低為:Cd,75.46%、Pb,60.54%、Cu,57%、Zn,59.29%、As,44.57%,Sb,21.12%。
成果研制的穩定化材料具有高效的重金屬穩定化效果,且能夠顯著提升農作物產量和抗逆性能;同時白炭黑材料施入土壤可以增加土壤活性硅含量、改善土壤團粒結構、增強土壤通透性、提高土壤水肥涵養能力等。
成果能夠廣泛應用于有色金屬礦區及其周邊重金屬污染土壤和水體修復。研制出的穩定化材料及其配套修復技術能夠顯著降低污染物水平,有效防治土壤污染,且改善了土壤環境質量,恢復了土地生態經濟功能,提高了土地利用率,推動了生態良性循環。穩定化材料的制備成本為3000-6000元/噸,土壤修復價格為8000-10000元/畝。
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