[發明專利]一種改良污染土壤的方法

在審

• 申請號: 201310603350.2
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103752600A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 于洪洲
• 申請（專利權）人: 于洪洲
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及用于治理污染土壤的修復技術領域，更確切的說是一種有機物與無機物復合體來改良污染土壤的方法。

背景技術：

目前，農業用地中的土壤由于長期使用化肥和各種農藥，再加上水質的污染使土壤中的重金屬含量復雜，影響了土壤的農業性能和質量。長期以來，尋求一種修復土壤的原位鈍化技術越來越引起有關部門和專家的重視，特別是尋求一種利用有機物和無機物結合體，實現土壤原位鈍化修復功能，更有利于我國土壤質量的提高和農業發展。

膨潤土(Bentonite)通常是與眾多礦物伴生，以蒙脫石(Montmorillonite)為主要成分的粘土礦無機物。蒙脫石的特性決定了膨潤土的基本性能，它是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體構成的2：1型層狀硅酸鹽礦物，屬單斜晶系。豬糞作為有機物，其降解產物的主要化學成分是有機酸，如胡敏酸、富里酸、氨基酸，或者糖類及含氮、硫雜環化合物等，它們的活性基團有：COO—、—NH、=NH、=PO₄、—S—、—O—等。

晶胞片層間的幾何空間構成了獨特的蒙脫石層間域，這是一個特殊的化學反應場所。通過層間交換、層間吸附、層間催化、層間聚合、層間柱撐等物理化學方法，把其它離子或化合物引入蒙脫石層間域，改變其層間域的電荷、介質、層間距，破壞層電荷分布平衡，使其結構與性質發生相應的變化，就能夠制得不同性能的新材料。蒙脫石的層狀結構和強離子交換能力使高聚物可能插層于蒙脫石片層之間達到分子水平的結合。在常溫常壓下，離子、水和鹽類以及幾乎所有有機物，都能夠進出蒙脫石礦物的層間，形成復雜的蒙脫石無機復合體或蒙脫石有機復合體。

制備有機-無機復合體的關鍵影響因素主要有原土結構、有機物的種類、制備工藝等。蒙脫石層間有機化合物的制備工藝直接影響產品質量。在確定蒙脫石原料、有機材料后，制備的主要環節是有機物的加入量、反應環境（包括體系pH值、溫度、反應時間等）。韓麗榮等人的研究表明，改性劑用量是影響有機膨潤土吸附性能的主要因素。陳德芳等人的研究表明，有機膨潤土層間吸附水的結合力較弱，其耐熱性與有機碳鏈長度有關，碳鏈越長，分解溫度越高。童張法等詳細研究了廣西寧明膨潤土的提純、鈉化、有機化，制備了高性能的有機膨潤土。但目前把膨潤土等無機物和豬糞等有機物制成復合體用于土壤鈍化修復技術，還尚未見有成功的報道。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種以鈉基膨潤土和豬糞為原料，采用濕法工藝制備符合原位固定技術的有機-無機復合體；通過單因素實驗法分別改變有機物豬糞降解液的加入量、反應時間、體系pH值和反應溫度等四個主要影響因素，確定有機-無機復合體的最佳制備技術參數；并對制備的有機-無機復合體的表面特性進行分析，為商品化有機-無機復合體的實際生產提供技術方案。

為了實現上述目的，本發明涉及的復合體所使用的無機物膨潤土為鈉基膨潤土，其陽離子交換容量（CEC）為60mmol/100g，膨脹倍數為15ml/g，膠質價為100ml/15g；有機物為豬糞及其降解液；試劑包括鹽酸、氫氧化鈉、硫酸銅和硝酸銀；復合體制備過程中有機物和無機物重量配比為1：1～6。

本發明的實現所用設備包括酸度計、磁力加熱攪拌器、電子天平、電動離心機、微電泳儀、原子吸收分光光度計和掃描電鏡；其工藝包括豬糞降解液制備和有機—無機復合體制備兩個步驟：

（1）豬糞降解液制備

取干豬糞：水=1：25的重量比例裝入容器中，在25℃恒溫條件下，加入EM菌液培養30天，將培養物離心10分鐘(4000r/min)，上清液用中速定量濾紙過濾，濾液即豬糞降解液置于4℃環境下保存備用；

（2）有機-無機復合體制備

有機-無機復合體制備采用懸浮液濕法工藝，在常溫常壓下，離子、水和鹽類以及有機物，都能夠進出蒙脫石礦物的層間，形成復雜的蒙脫石無機復合體和蒙脫石有機復合體。

取100目細度的鈉基膨潤土礦粉，加水攪拌至漿狀，再緩緩加入備用的豬糞降解液，配成10%重量百分比濃度的懸浮液進行反應，用1.0mol/L氫氧化鈉或1.0mol/L鹽酸溶液調節體系的pH值為3～11，在25～70℃溫度下反應0.5～3小時后，冷卻至室溫，用水洗去未反應的有機物，再用硝酸銀檢驗無沉淀為止，離心沉淀物在常溫下自然風干后研磨，過100目篩，得到有機-無機復合體，放入干燥器內干燥備用。