[發(fā)明專利]一種修復(fù)重金屬污染土壤的修復(fù)劑及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011574705.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN112457864A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張娜娜;張斌;管昶;徐小龍;王麗麗;岳帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島博智匯力生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K17/40
• 分類號(hào): C09K17/40;B09C1/08;A01N43/16;A01P1/00;C05G3/60;C05G3/80
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本發(fā)明公開了一種修復(fù)重金屬污染土壤的修復(fù)劑及其制備方法，采用生物炭與殼聚糖的復(fù)合物、硅藻土、草木灰、沸石、淀粉按比例混合，制成土壤修復(fù)劑，根據(jù)污染程度按一定比例添加到重金屬污染土壤中，通過吸附、離子交換、螯合等協(xié)同作用與土壤中的重金屬發(fā)生反應(yīng)，使重金屬形成穩(wěn)定的化學(xué)形態(tài)，阻止其環(huán)境遷移和擴(kuò)散，降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度。本發(fā)明的土壤修復(fù)劑具有來源天然、不破壞土壤的理化性質(zhì)、治理效果好的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地對(duì)被污染土壤進(jìn)行治理，適于規(guī)模化推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用生物炭與殼聚糖復(fù)合材料制備修復(fù)重金屬污染土壤的修復(fù)劑。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，全球人口數(shù)量快速增長(zhǎng)，能源開發(fā)、工業(yè)建設(shè)和城市化進(jìn)程也以驚人的速度發(fā)展著。全球工業(yè)化導(dǎo)致包括重金屬在內(nèi)的大量污染物被排放到環(huán)境中去，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去的50年中，全球排放到環(huán)境中的重金屬多達(dá)鎘22000t、銅939000t、鉛783000t和鋅135000t，其中有相當(dāng)一部分直接或間接的進(jìn)入到土壤環(huán)境中，從而使土壤環(huán)境遭受到重金屬污染。重金屬污染具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆性的特點(diǎn)，在土壤環(huán)境中難以降解、易于積累，且毒性較大，是影響土壤生態(tài)系統(tǒng)安全的一類重要污染物質(zhì)。因此，修復(fù)重金屬污染土壤，恢復(fù)土壤的原有功能，一直是國際上農(nóng)業(yè)、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)。美國有關(guān)權(quán)威人士己將重金屬污染土壤的修復(fù)工作列為二十一世紀(jì)的十大目標(biāo)之一。

重金屬具有顯著的毒性，不能被微生物降解，所以會(huì)在食物鏈中累積，從而對(duì)人類造成嚴(yán)重的威脅。重金屬汞的污染可以引起腎炎、尿毒癥等；鉛污染會(huì)傷害人的腦細(xì)胞，并且會(huì)影響兒童智力的正常發(fā)育，引起血液病，當(dāng)人體內(nèi)鉛的質(zhì)量達(dá)到一定比例之后，就會(huì)引發(fā)包括頭疼、記憶力衰退和腹疼等一系列的癥狀；鎘是環(huán)境中對(duì)植物、動(dòng)物以及人類毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，進(jìn)入人體內(nèi)的鎘會(huì)在肝臟和腎臟中的不斷累積，當(dāng)超過一定濃度以后，就會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生毒害作用，其主要表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松、引起腎臟損傷、導(dǎo)致機(jī)體癌變、甚至導(dǎo)致人體的生殖發(fā)育功能受到不同程度的損害。此外，重金屬對(duì)于生態(tài)的影響也是很大的。土壤重金屬含量的增加，會(huì)導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)以及土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得土壤微生物的數(shù)量減少，也會(huì)影響土壤N、P、K的含量，最終導(dǎo)致土壤的肥力降低。使得農(nóng)作物的產(chǎn)量以及質(zhì)量品質(zhì)都會(huì)下降。

目前的土壤修復(fù)方法存在調(diào)控技術(shù)費(fèi)用過高、存在二次污染及破壞土壤理化性質(zhì)等的一系列問題，因此，亟需研究開發(fā)出成本低廉，來源天然，在不破壞土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上更加快速有效修復(fù)土壤的改良劑。殼聚糖是甲殼素脫乙酰化的產(chǎn)物，在自然界中含量極為豐富，是僅次于纖維素的第二大天然有機(jī)化合物，具有良好的生物相容性、生物降解性。其含有大量氨基、羥基等活性基團(tuán)，能與重金屬離子進(jìn)行螯合，發(fā)生吸附作用。生物炭具有較大的比表面積和孔隙度，是具有環(huán)境效益的良好吸附材料，由于其具有增加碳匯、改良土壤、修復(fù)環(huán)境污染等多種功能，生物炭在農(nóng)業(yè)、生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮日益重要的作用。同時(shí)，生物質(zhì)炭表面含有豐富的-COOH、-COH和-OH等含氧官能團(tuán)，這些含氧官能團(tuán)可以通過配合作用與金屬離子形成特定的金屬配合物，使重金屬離子在土壤中被固定。將生物炭與殼聚糖組合可以制備出一種對(duì)重金屬有更加良好吸附效果的低成本吸附劑，可以和土壤中的污染物更快速高效地發(fā)生反應(yīng)，大大提高了單一材料的吸附能力，使吸附量變的更大，應(yīng)用前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種修復(fù)重金屬污染土壤的修復(fù)劑及其制備方法，采用生物炭與殼聚糖的復(fù)合物、硅藻土、草木灰、沸石、淀粉按比例混合，制成土壤修復(fù)劑，根據(jù)污染程度按一定比例添加到重金屬污染土壤中，通過吸附、離子交換、螯合等協(xié)同作用與土壤中的重金屬發(fā)生反應(yīng)，使重金屬形成穩(wěn)定的化學(xué)形態(tài)，阻止其環(huán)境遷移和擴(kuò)散，降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，其原料由生物炭-殼聚糖復(fù)合物、硅藻土、草木灰、沸石、淀粉組成，所述的土壤修復(fù)劑各原料的重量百分比為：

生物炭-殼聚糖復(fù)合物 40-60%

硅藻土 10-15%