[發明專利]一種重金屬污染土壤修復劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410075364.6
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103788959A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 龍柱;李恒;馮群策
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/08
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉及一種重金屬污染土壤修復劑及其制備方法，具體涉及一種以造紙污泥為主要原料的重金屬污染土壤修復劑及其制備方法，屬于環境保護中土壤污染治理領域。

背景技術

隨著全球經濟的不斷發展，土壤重金屬污染已成為全球環境質量面臨的主要問題，全世界平均每年排放Hg約1.5萬t，Ni為100萬t，Cu為340萬t，Pb為500萬t，Mn為1500萬t。我國受到Cd、As、Pb、Cr、Hg等重金屬污染的耕地面積為2667萬hm²，約占全國總耕地面積的1/5，其中Cd污染耕地1133萬hm²，涉及11個省25個地區。2013年3月報道的湖南鎘大米事件震驚全國，據估算全國每年受重金屬污染的糧食達1200萬噸，造成的直接經濟損失超過200億元，土壤重金屬污染是湖南鎘大米事件的主要根源。重金屬污染物屬于一種優先控制污染物，環境中的重金屬污染與危害決定于重金屬在環境中的含量分布、化學特性、環境化學行為、遷移轉化以及重金屬對生物的毒性。人類活動（礦產開采、金屬冶煉、生活廢水排放、化肥和農藥的使用等）極大的加速了重金屬的生物地球化學循環，使環境中的重金屬呈不斷增加的趨勢，加大了重金屬對人類健康的危害。當進入環境中的重金屬超過其在環境中的容量時，即可導致重金屬污染的發生。重金屬污染物為持久性污染物，對環境和人體的危害難以消除。重金屬具有化學活動性強、遷移性大、毒性持久等特點，在環境中很難降解，其在土壤中的積累、遷移不僅引起土壤的組成、結構、功能變化，還能夠抑制作物根系作用和光合作用，致使作物減產甚至絕收，更重要的是重金屬通過食物鏈遷移到人體內，在人體中慢慢積累，引起人體慢性重金屬中毒，導致腎臟、肝臟、肺部、骨骼、生殖器官、免疫系統、心血管系統損傷，對人體健康造成極大危害。

目前，土壤重金屬修復技術主要分為植物修復、微生物修復、物理化學修復和農業工程修復技術。植物修復是利用植物及其根系微生物對污染土壤進行修復，通過超累積植物（布氏庭芥、半卡馬菊等）對土壤中重金屬的吸收轉移，植物修復可分為植物提取、植物揮發、植物穩定三個類別；微生物修復是指利用天然存在或人工培養的功能微生物群，促進或強化微生物的代謝作用，從而達到降低土壤中有毒污染物活性或降解成無毒物質的生物修復技術。微生物的修復機理主要有生物吸附、生物轉化及微生物對重金屬離子的氧化還原、溶解、甲基化作用；物理化學修復包括電動修復、土壤淋洗等，電動修復技術主要通過在重金屬污染土壤兩側施加直流電場形成電場梯度，重金屬污染物被帶到電極兩端，從而達到清潔污染土壤的目的。土壤淋洗是通過使用淋洗液或含有能提高重金屬可溶性試劑的溶液來淋洗污染土壤，把土壤固相中的重金屬轉移至液相中，再用含一定配位體的化合物或陰離子與重金屬形成較穩定的絡合物或生成沉淀；農業工程修復技術是指利用物理機械的方法，使受污染的表層土壤用未被污染活性土壤覆蓋或去除表層受污染土壤后將下層土壤耕作活化的方法。工程修復技術主要有換土、客土、深耕翻土等。

以上的重金屬修復技術都有一定的重金屬修復效果，但其在實際應用中也各有缺點。植物修復技術的修復用植物種類有限，且其修復速度較慢，積累大量重金屬植物的再處理等問題也是限制植物修復技術大規模推廣的主要因素；微生物修復技術一般只對單獨一種重金屬的吸附效果較好，且由于微生物生物體較小，修復的重金屬量也較少，因此這也限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用；電動修復技術目前還處于實驗研究階段，且因不同土壤的理化性質不同在實際應用中也存在著一系列的限制因素；土壤淋洗技術操作復雜、價格昂貴；農業工程修復技術需要消耗大量的人力、財力，且對土壤擾動大。

本發明以降低土壤重金屬污染風險為主要目標，通過改變重金屬在土壤中的物理化學性質使其產生吸附、絡合、沉淀、氧化還原和離子交換等一系列反應，進而改變重金屬元素在土壤中的化學形態，降低其在土壤環境中的可遷移性和生物有效性，減少植物對重金屬的吸收，降低重金屬對生態環境和人體健康的危害。

發明內容

本發明提供了一種成本低廉、操作簡單、使用效果好、可大規模推廣、不會造成二次污染的以造紙污泥為主要原料的重金屬污染土壤修復劑及其制備方法，從而達到修復重金屬污染土壤、保護生態環境和人體健康的目的。

按照本發明提供的技術方案，一種重金屬污染土壤修復劑，配方比例按重量份計如下：造紙污泥50-90份、生石灰5-30份、膨潤土類離子交換劑1-20份、殼聚糖及殼聚糖衍生物0.1-1份；

將上述原料充分混勻后即可。

所述膨潤土類離子交換劑為鈉基膨潤土。