[發明專利]重金屬污染土壤修復劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110054793.5
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112779022B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 侯德義;王劉煒;楊小東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C09K17/50
• 分類號: C09K17/50;C09K17/48;C09K109/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王勤思

本發明提供了一種重金屬污染土壤修復劑及其制備方法和應用，所述重金屬污染土壤修復劑包括內核和包覆所述內核的外殼，所述內核包括活性成分，所述外殼為生物可降解材料，以重量百分比計，所述活性成分由以下組分組成：無機氧化物類重金屬鈍化劑20％～40％；堿性土壤pH調節劑10％～30％；粘土礦物20％～40％；硅酸鈉10％～30％；其中，所述無機氧化物類重金屬鈍化劑的pH＜9，所述堿性土壤pH調節劑的pH≥9。

技術領域

本發明涉及環境修復技術領域，特別是涉及一種重金屬污染土壤修復劑及其制備方法和應用。

背景技術

土壤重金屬污染對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅。土壤重金屬污染往往呈現復合化特征，自然背景、工業排放、農業活動、交通排放多源疊加造成錳、鋅、砷、鉛、鎘、汞等重金屬的復合污染，出現集中連片、成因復雜的污染特征，嚴重威脅區域生態。針對多金屬復合污染土壤，亟需研究科學的防治方法策略，從而實現多種污染物的協同風險阻抗。

穩定化是土壤污染治理最為常用的修復方法。通過向污染土壤中投加穩定化藥劑，重金屬的地球化學形態能夠從較為活潑的水溶交換態、碳酸鹽結合態等轉化到低遷移風險的殘渣態等惰性形態。但值得注意的是，目前穩定化修復方法往往針對短期的修復效果，而忽視修復的長期影響。由于污染物并沒有真正地從土壤中分離出去，一旦環境條件發生變化(譬如土壤開裂產生微裂隙)，重金屬往往易于跨介質遷移，對地表水、地下水產生潛在的環境風險。有研究表明，自然界降雨過程是導致穩定化失效的最主要原因。自然界降雨過程中，土壤微裂隙的產生，土壤團聚體失穩，為土壤中重金屬污染物的遷移提供了潛在通路。

因此，如何防止土壤微裂隙的產生，保證穩定化修復的長效性，是我們亟待解決的技術問題。

發明內容

基于此，有必要提供能夠重金屬污染土壤修復劑及其制備方法和應用，能夠實現多種重金屬復合污染土壤中多種重金屬的同步和長效穩定化。

本發明的一個方面，提供了一種重金屬污染土壤修復劑，包括內核和包覆所述內核的外殼，所述內核包括活性成分，所述外殼為生物可降解材料，以重量百分比計，所述活性成分由以下組分組成：無機氧化物類重金屬鈍化劑20％～40％；堿性土壤pH調節劑10％～30％；粘土礦物20％～40％；硅酸鈉10％～30％；其中，所述無機氧化物類重金屬鈍化劑的pH＜9，所述堿性土壤pH調節劑的pH≥9。

在其中一個實施例中，所述無機氧化物類重金屬鈍化劑選自硅灰、高爐礦渣、氧化鎂和鐵氧化物中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述堿性土壤pH調節劑選自氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈉、粉煤灰和赤泥中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述粘土礦物選自偏高嶺土、坡縷石、海泡石和蒙脫石中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述硅酸鈉為正硅酸鈉和/或偏硅酸鈉。

在其中一個實施例中，所述外殼為多糖高分子聚合物，所述多糖高分子聚合物選自阿拉伯膠、黃蓍膠、黃芪膠中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述外殼的厚度為0.1mm至0.5mm，所述內核的粒徑為1mm至2mm。

本發明的還一個方面，提供所述的重金屬污染土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：

將所述無機氧化物類重金屬鈍化劑、堿性土壤pH調節劑、粘土礦物和硅酸鈉混合造粒，得到活性成分顆粒；以及

將生物可降解材料包覆在所述活性成分顆粒表面。

在其中一個實施例中，所述生物可降解材料以溶液的方式進行包覆，所述溶液中含有質量百分濃度為30％～80％的所述生物可降解材料。

本發明的又一個方面，還提供所述的重金屬污染土壤修復劑在修復污染土壤中的應用。