[發明專利]一種基于改性粘土的重金屬復合污染土壤修復藥劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410625384.6
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN105295936B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 喻愷;羅啟仕;蔣婷婷;吉敏;王旌;朱杰
• 申請（專利權）人: 上海市環境科學研究院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C09K101/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

本發明公開了一種基于改性粘土的重金屬復合污染土壤修復藥劑及其制備方法。復合修復藥劑中各組分重量比為A 10?15％、B 30～65％、C 25～60％。本發明提供了一種可用于處理多種重金屬復合污染土壤的多組分改性膨潤土的普適性復合修復藥劑，它以膨潤土為模板，運用不同的改性方法制備不同的改性膨潤土組分，再根據土壤重金屬種類及含量不同調節修復藥劑的組分配比；組分A為鈉基小粒徑膨潤土顆粒，針對的重金屬污染物種類較廣泛；組分B為無機柱撐改性膨潤土顆粒，主要對陽離子型重金屬污染物的穩定化效果較好；組分C為有機改性的膨潤土顆粒，主要對陰離子型重金屬污染物的穩定化效果較好。通過三種組分的比例調節，可提高藥劑對復雜重金屬污染土壤的修復效果。

技術領域：

本發明屬于重金屬污染土壤修復技術領域，具體涉及一種用于重金屬復合污染土壤修復的改性粘土復合材料，即涉及一種基于改性粘土的重金屬復合污染土壤修復藥劑及其制備方法。

背景技術：

工業三廢、農業灌溉、化肥農藥的應用、汽車尾氣的長期排放等使我國土壤重金屬污染現狀十分嚴峻[王向健，鄭玉峰，赫東青，重金屬污染土壤修復技術現狀與展望，環境保護科學，2004，30:48-49]。土壤中的重金屬一方面會通過污染食物鏈或污染大氣而危害人畜的健康，引發癌癥或慢性疾病等；另一方面可能導致農作物減產或絕收。目前土壤重金屬污染治理方法可歸納為物理工程措施、生物措施、改良措施、農業措施四種。每種方法都存在其優缺點：用工程措施來治理重金屬污染土壤，具有效果徹底、穩定等優點，但工程量大、治理費用高和易引起土壤肥力減弱[張松柏，重金屬污染土壤的修復技術探討，科學技術，2014，4:50-51]。生物措施實施較簡便、投資較少，但治理效率低(如超積累植物通常都矮小、生物量低、生長緩慢且周期長)，不能治理重污染土壤(因高耐重金屬植物不易尋找)。而加入到修復現場土壤環境中的微生物抗性差、難以很快適應，在土壤環境中的移動性能差，易受污染物毒性效應的抑制。用農業措施來治理重金屬污染土壤，具有可與常規農事操作結合起來進行、費用較低、實施較方便等優點，但存在有些方法周期長和效果不顯著等缺點[徐龍君，袁智，土壤重金屬污染及修復技術，環境科學與管理，2006，31(8):67-69]。

近年來，從化學修復中逐漸分出來的礦物修復，被譽為繼物理修復和化學修復尤其是生物修復方法之后的第四類污染治理方法[杭小帥，周健民，王火焰，等，粘土礦物修復重金屬污染土壤，環境工程學報，2007，1(9):113-120]。所謂礦物修復是指向重金屬污染的土壤中添加天然礦物或改性礦物，利用礦物的特性改變重金屬在土壤中存在的形態，以便固定重金屬、降低其移動性和毒性，從而抑止其對地表水、地下水和動植物等的危害，最終達到污染治理和生態修復的目的。而礦物修復又以粘土礦物修復最為引人矚目。常用于修復土壤重金屬污染的粘土礦物有:蒙脫石、凹凸棒石、沸石、高嶺石、海泡石、蛭石和伊利石等。

粘土礦物的環境重金屬修復能力主要來自于其吸附性，按照引起吸附原因的不同可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附等3種。物理吸附是指由粘土礦物與吸附質之間的分子間引力而產生的吸附，由氫鍵產生的吸附也屬于物理吸附。化學吸附是指由粘土礦物與吸附質之間的化學鍵力而產生的吸附。離子交換吸附是指由于粘土礦物通常帶有不飽和電荷，從而在其表面上吸附異號電荷以達到電性平衡，通常這些吸附在粘土表面上的離子可以和介質中的同號離子發生交換，這種交換作用稱之為離子交換吸附。粘土礦物之所以可以修復土壤重金屬污染，主要是由于粘土礦物在諸多影響因素下可以吸附或交換吸附土壤溶液中的重金屬離子，從而固定了土壤中的重金屬并降低其有效態，達到治理環境的目的。