[发明专利]一种重金属钝化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，具体涉及一种重金属钝化剂及其制备方法和应用。所述重金属钝化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将二氧化硅、氢氧化铁、氧化铁、二氧化钛等载体均匀分散于水中，其中载体的质量浓度为5～20%；（2）将二硫代胺基甲酸、二硫代胺基甲酸盐等功能化合物加入到步骤（1）的载体分散液中，调节pH为5～9，于30～70℃下反应0.5～3 h；（3）调节步骤（2）中混合物的pH为4～7，然后加入Fe或Mn等过渡金属盐溶液，于20～50℃下反应0.2～1 h；（4）将步骤（3）中的混合物过滤或干燥，即得。本发明所述的钝化剂可用于重金属污染土壤及废水的修复治理，对Pb、Cd、Cu、As等重金属均具有较好的钝化效果。

技术领域

本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，具体涉及一种重金属钝化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在工业的发展过程中，冶金、工业废水排放及农药的使用使越来越多的重金属进入环境中，重金属污染状况日益严重。2003年黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为超Ⅴ类。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达62.9%，最大值超一类海水标准49.0倍，镉的含量也有超标现象。我国耕地土壤主要受到Cd、Ni、Cu、As、Hg、Pb、DDT和多环芳烃的污染，超标点位高达19.4%，轻微污染、轻度污染、中度污染和重度污染点位分别占13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，耕地土壤环境质量令人堪忧。同时，土壤重金属污染还会制约我国经济发展，经统计，我国每年受到重金属污染的粮食高达120万吨，因重金属污染导致粮食减产1000多万吨，至少造成200亿元直接经济损失。

重金属在植物或动物体内的积累会对植物、动物产生明显的毒害，并能通过食物链危及人类的健康，学者们一直在研究相关的技术方法对污染环境进行修复治理。在众多修复材料中，重金属吸附性材料具有响应速度快，治理成本低等优点，可直接用于去除污染水体中的重金离子或加入土壤中降低重金属迁移率实现土壤钝化修复，但现有的修复材料多存在吸附量低或吸附种类有限等不足。

针对上述问题，本发明构建了一种高效的重金属钝化剂，对多种重金属均具有高效吸附性，有望运用于工业废水处理或重金属污染土壤原位钝化修复。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种重金属钝化剂的制备方法。该制备方法简单、易于量产、适用于大面积修复，制备得到的钝化剂可用于重金属污染土壤和废水的修复治理，对重金属的污染具有好的修复效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将载体均匀分散于水中得载体分散液，其中载体的质量浓度为5～20%；

（2）将功能化合物加入到步骤（1）的载体分散液中，调节pH为5～9，于30～70℃下反应0.5～3 h，得混合物A；

（3）调节步骤（2）中混合物A的pH为4～7，然后加入过渡金属盐溶液，于20～50℃下反应0.2～1 h，得混合物B；

（4）步骤（3）中的混合物B经后处理，即得。

优选的，所述功能化合物与载体的质量之比为1:（0.75～2），过渡金属盐与功能化合物的物质的量之比为1:（0.5～2）。

优选的，所述载体为二氧化硅、氢氧化铁、氧化铁或二氧化钛。

优选的，所述功能化合物为二硫代胺基甲酸、二硫代胺基甲酸盐或二硫代胺基甲酸与二硫代胺基甲酸盐的衍生物。

优选的，所述过渡金属盐为含Fe或Mn的可溶性盐。

进一步优选的，含Fe的可溶性盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化铁或硝酸亚铁；含Mn的可溶性盐为硫酸锰、氯化锰或硝酸锰。