[发明专利]蛭石负载纳米铁基材料对土壤重金属铅的固定方法

说明书

本发明公开了一种蛭石负载纳米铁基材料对土壤重金属铅的固定方法，具体为每100份被污染重金属铅的土壤中加入0到5份蛭石负载纳米零价铁或蛭石负载纳米四氧化三铁，其中，蛭石负载纳米零价铁制备方法为：在氮气环境中将硼氢化钠溶液滴入到加入蛭石的硫酸铁溶液中，经洗涤、烘干，得蛭石负载纳米零价铁。其中，蛭石负载纳米四氧化三铁制备方法为：将FeCl₂和FeCl₃溶解于去氧气去离子水中，并加入蛭石搅拌，滴入氢氧化钠溶液，冷却，用去氧气去离子水洗涤，烘干，得蛭石负载纳米四氧化三铁。本发明可以利用蛭石负载纳米铁基材料对土壤重金属铅进行有效固定；对治理土壤重金属铅具有极好的效果。

技术领域

本发明具体涉及一种土壤改性方法，具体为蛭石负载纳米铁基材料对土壤重金属铅的固定方法。

背景技术

作为重要的生存保障，土壤不仅具有生产力，还具有缓冲和净化功能。但随着社会经济的快速发展，人类活动给土壤环境带来了严重危害。重金属作为一类持久且不易降解的污染物，威胁着地下水安全、农业生产以及人类健康。在过去的50年里，全球范围内大约有7.83×105吨的铅被排放到环境中，很大部分进入了土壤。我国土壤受到重金属污染的情形也同样严峻，超过全国1/6的耕地受到重金属污染，累计污染面积达到2000万公顷。受到重金属污染的粮食年平均量已达1200万t，经济损失在200亿元以上。其中铅相比于其他重金属，具有高溶解性、高生化活性和强致癌性的特点。铅的摄入会导致人体肾脏、生殖系统和神经系统等的问题，对人类健康造成严重威胁，土壤铅污染已成为亟待解决的环境问题。

目前，美国、日本等较早开展污染土壤修复工作的国家已对部分重金属土壤污染修复技术完成应用工作，主要集中在异位固定/稳定化技术、异位土壤洗脱技术、原位固定/稳定化技术、土壤植物修复技术、土壤阻隔填埋技术等。异位固定/稳定化技术已完成200处重金属污染土壤修复工程，异位土壤洗脱技术、原位固定/稳定化技术(占整个修复技术的7％)、土壤植物修复技术、土壤阻隔填埋技术亦广泛运用。但各类技术多针对重金属类，针对铅污染土壤的尚需进一步甄别。同时，通过文件检索(科技查新)结果显示，现有文献报道的铅污染土壤处置技术主要有固定、强磁分离等技术，其中，化学固定技术在经济和时效性上具有无可比拟的优势而得到广泛关注。化学固定技术主要依靠施加固定剂得以实现，固定剂能够大幅度降低重金属的生物有效性和毒性，且操作简单投资成本低。但常规化学固定剂如氧化钙、羟基磷灰石等的施加可能改变土壤理化性质，改变土质结构，造成土壤的二次污染，因此寻求一种既能高效治理土壤重金属铅的污染，且对环境友好的固定剂材料已成为急需。其中作为我国潜在优势的非金属矿之一，产量极大的蛭石矿的主要产品－蛭石由于具有极好的阳离子交换性和吸附性，加之其组成成分主要是含硅、镁、铁、钾、钛等对环境有益元素，无疑是土壤治理与改良的最适选择材料。

蛭石为含镁、铁质铝硅酸盐的次生变质矿物，系由云母类矿物热液蚀变或风化作用形成的再生矿物，由绿泥石、水云母和粘土矿物之类晶格层状矿物组成，具有沸石和某些粘土的离子交换性能。蛭石通常为片状、鳞片状集合体。蛭石的层间结构中，含有可交换阳离子与层间水，加热时体积膨胀。

蛭石作为土壤改良剂，特别是对粘度高的塑性土壤具有明显效果，膨胀蛭石具有高度的持水能力与片状结构，使土壤通气良好。蛭石的阳离子交换能力强，在分子结构中可以保持养分，然后缓慢释放到生长介质中，故作为水果、蔬菜、植物生长的分离隔层；低密度的蛭石，可以改善土壤的渗透性和保水性，改善水的滞留和通风，易控制土壤中有益元素的吸收和解吸，对土壤也具有良好的保温效果。

用蛭石作泥炭土的润湿剂或泥土的调节剂，可使酸性土变中性土，起到缓冲作用，可防止土壤pH值的急剧变化。

蛭石更多地还用作肥料和农药的载体，吸附对土壤有害的重金属，它可以作为重金属元素的吸收剂和固定剂，从而减少作物中的重金属含量口引。并且蛭石对干旱地区沙质土壤的改良效果更为突出。