[发明专利]一种重金属土壤修复剂及制备方法和应用

说明书

本发明属于土壤修复技术领域，提供了一种重金属土壤修复剂及制备方法和应用。该方法首先将秸秆粉碎后加入硫酸亚铁溶液中，添加氨水与双氧水生成氢氧化铁凝胶与秸秆纤维素交织，经静置、洗涤、过滤、烘干及研磨后，得到重金属土壤修复剂。将修复剂分散于土壤中吸附重金属粒子，然后激光辐照焊接团聚为大颗粒，再经磁选筛分机除去修复剂，即可实现土壤中重金属的永久性除去。与传统方法相比，本发明的处理方法可有效防止二次污染，所得修复剂吸附能力强，效率高，适用范围广，可使土壤中的重金属粒子永久性除去，同时整个过程成本低，操作简单，易控制，无污染，具有良好的综合效益。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，提供了一种重金属土壤修复剂及制备方法和应用。

背景技术

土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来，由于人口急剧增长，工业化进程的不断加快，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放，长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、化肥和农药的施用等原因，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致出现了越来越严重的土壤污染问题。

土壤重金属污染类型众多，来源分布广泛，会对农用地农作物产生危害，更严重的是，有些有毒性的重金属在对农田环境污染的过程中，具有隐蔽性、长期性和不可逆性。土壤重金属污染具有形态多变和很难降解两个特点。

目前，对土壤重金属污染修复技术主要是物理化学法修复和生物修复。其中物理化学法包括化学固化、土壤淋洗和电动修复等；生物修复包括微生物修复和植物修复。其中应用较为广泛的有化学固化、微生物修复和植物修复。化学固化修复主要是使土壤中的重金属沉淀、吸附、络合、螯合，对稳定重金属有重要的意义；生物修复是利用对污染物有一定抗性的微生物，在其生理过程中，对污染物进行降解、转化和吸附；植物修复是以植物耐受和累积某些污染物为基础，利用自然生长或遗传培养的植物吸收固定并清除重金属污染物的方法。国内外研究人员在土壤重金属污染修复方面已取得一定成果，Hu等人发明了一种治理重金属污染土壤的方法，该方法通过垂直取样与水平取样对土壤中的重金属含量值进行更加准确测量，加入的重金属稳定剂中动物骨粉对重金属离子有很好的吸附作用，磷酸二氢钠、木质素磺酸钠、氯化钾、羟基磷灰石综合作用可以固化重金属离子的化学活性，使其被吸附后与其他生物营养物质被蒌蒿的根茎吸收，加入土壤改善剂，在微生物等活性物质作用下，抑制土壤中的有害细菌，液体微生物肥料改善土壤的肥力及生长活性。同时，Zhong等人发明了一种土壤重金属修复剂及其制备方法，此土壤重金属修复剂包括高分子聚合物和填料，高分子聚合物能与重金属离子形成稳定的螯合物，有效地将土壤中的游离重金属离子吸附固定，降低重金属活性，阻止作物吸收，并通过填料的吸附作用控制其迁移。然而，上述技术无论是生物固定还是化学固定，都难以将重金属永久进行固定，存在再次因环境变化重新流失进入土壤的风险，并且制备过程复杂而成本高，阻碍了土壤重金属污染修复的发展。

发明内容

针对现有土壤重金属处理技术存在难以永久固定的缺陷，本发明提出一种重金属土壤修复剂及制备方法和应用。特征是将氢氧化铁与秸秆制备成凝胶，然后干燥形成由秸秆纤维素与氢氧化铁均匀交织的纳米孔吸附材料，即重金属土壤修复剂。用于除脱土壤中的重金属时，使用方法是将重金属土壤修复剂分散于土壤，使重金属修复剂充分吸附重金属离子，然后利用激光照射使吸附重金属离子的吸附剂焊接团聚形成大颗粒，进一步通过磁选分筛将将吸附重金属离子的大颗粒吸附剂从土壤中分筛出。其显著的优势是利用吸附和激光焊接得到重金属富集的大颗粒，并从土壤中筛分出，根本上解决了重金属重新流失在土壤中的问题。

本发明的重金属土壤修复剂，可以有效解决土壤重金属污染的问题，防止重金属再次因环境变化重新流失进入土壤的风险，并且制备过程较为简单，成本低，适宜于大规模推广。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：