[发明专利]一种铜镉污染河道水体及底泥的磁性微球修复方法

说明书

一种铜镉污染河道水体及底泥的磁性微球修复方法，包括以下步骤：（1）制备铁酸锰/壳聚糖磁性复合微球；（2）利用磁性复合微球修复铜镉污染河道：①对河道污染水体的吸附处理，将铁酸锰/壳聚糖磁性复合微球置于网袋在污染河道中移动，吸附水体中的铜镉离子；②对河道污染底泥的修复处理：a．污染底泥原位处理，将磁性复合微球在封闭环境内完成吸附作业；b．污染底泥绞吸异位处理：当污染底泥不适用原位处理时，通过绞吸将污染底泥抽到岸边再进行处理；c．污染底泥异位固化处理：将吸附反应池排出的泥水进行污泥干化处理；（3）吸附饱和的磁性复合微球再生。本发明工艺简单、实用性强、治理效果好，原料易得，可再生，不产生二次污染。

技术领域

本发明涉及一种用于铜镉污染河道修复的铁酸锰/壳聚糖磁性复合微球的制备方法，属于重金属污染治理技术领域。

背景技术

当铜元素在生物体内积累到一定数量后，生物体就会出现受害症状，如生理受阻、发育停滞，甚至死亡，整个水生生态系统结构、功能受损，崩溃。镉是一种具有生物毒性的重金属，其化合物大多具有毒性。环境中的镉污染物的存在会干扰微生物的生长代谢活动，降低微生物的活性、减少微生物的种类和数量及改变微生物的群落结构。

目前，水体重金属污染修复治理主要有两种途径。一是降低重金属在水体中的迁移能力和生物可利用性；二是将重金属从被污染水体中彻底清除。离子还原法适用范围有限，并且容易造成二次污染。电动力修复技术需利用电场迁移力将重金属移除水体，成本较高，不利于自然水体中重金属污染物的去除。

壳聚糖由自然界广泛存在的甲壳素通过脱去乙酰作用形成，是仅次于纤维素的第二大天然有机化合物，主要来源于海洋中虾、螃蟹、贝壳等甲壳素类动物的外壳和一些真菌、藻类的细胞壁中。壳聚糖无毒无味，可生物降解，来源广泛，价格低廉，具有较高的吸附性能，属于可再生能源。CN107321326A公开一种阴离子聚合物接枝壳聚糖磁性复合微球及制备方法和应用，该复合物以壳聚糖磁性复合微球为核，以接枝的阴离子聚合物为刷。其制备方法，包括采用反向乳液交联法将壳聚糖与Fe₃O₄纳米颗粒制备成壳聚糖磁性复合微球，再将壳聚糖磁性复合微球与阴离子单体共聚反应生成阴离子聚合物接枝壳聚糖磁性复合微球。制备的阴离子聚合物接枝壳聚糖磁性复合微球可实现对阳离子染料的有效去除，且吸附容量大，在外磁场下易于分离，解吸后可多次重复利用且不影响吸附效果。

CN104874366A公开的壳聚糖磁性吸附材料的制备及在吸附污水中Pb²⁺、As³⁺的应用，采用溶胶-凝胶法，将壳聚糖接枝在Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子表面；由于壳聚糖的多孔性结构以及表面分布众多自由氨基、羟基，对金属离子有很好的吸附作用，与四氧化三铁相结合又大大提高了吸附材料比表面积以及吸附材料的稳定性与吸附分离性。制备的磁性纳米复合吸附剂对水溶液中的Pb²⁺、As³⁺有很好的吸附能力，可用于工业及生活废水中Pb²⁺、As³⁺的净化和处理。

但是将壳聚糖磁性微球用于污染河道水体及底泥修复未见报道。

对于铜镉污染河道水体及底泥亟需一种工艺简单、实用性强、治理效果好的修复方法。

发明内容

本发明针对现有河道重金属污染治理技术的不足，提供一种工艺简单、实用性强、治理效果好的铜镉污染河道水体及底泥的磁性微球修复方法。

本发明铜镉污染河道水体及底泥的磁性微球修复方法，包括以下步骤：

(1)制备铁酸锰/壳聚糖磁性复合微球：

①将壳聚糖(CS)溶于体积分数为2-4％的稀醋酸溶液中，得到壳聚糖浓度为10-20mg/L的壳聚糖溶液；