[发明专利]土壤修复剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种土壤修复剂及其制备方法和应用。土壤修复剂的制备方法，包括：将海泡石用酸浸泡，然后焙烧得到改性海泡石；将包括所述改性海泡石、壳聚糖、硝酸、亚铁盐、还原剂在内的原料混合，反应后进行固液分离得到固体。土壤修复剂，使用所述的制备方法制得。所述的土壤修复剂的应用，用于修复镉砷污染的土壤。本申请提供的土壤修复剂，修复后土壤水浸砷、镉含量均大幅度降低，对土壤镉、砷具有极佳的固化稳定化作用。

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种土壤修复剂及其制备方法和应用。

背景技术

固化稳定化修复技术是目前土壤重金属修复中最常见的一种修复方法，通过向污染土壤中添加固化剂/稳定剂来调节污染土壤的理化性质从而改变土壤中重金属的存在形态比例、生物的有效性、迁移能力等。与其它修复技术相比，固化稳定化修复技术具有成本低、施工便捷、效果快等优点，是长期以来治理土壤污染的高效修复方法之一。

目前，单独针对单一重金属污染的土壤修复研究较多，对多种重金属复合污染的研究较少。现有单一稳定化药剂难以同时满足砷、镉修复目标。增加药剂投加量或者选用昂贵的稳定化药剂可在一定程度上满足修复目标，但修复成本较高。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤修复剂及其制备方法和应用，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种土壤修复剂的制备方法，包括：

将海泡石用酸浸泡，然后焙烧得到改性海泡石；

将包括所述改性海泡石、壳聚糖、硝酸、亚铁盐、还原剂在内的原料混合，反应后进行固液分离得到固体。

天然海泡石含有较多杂质，采用酸改性后，其内部通道被打通，比表面积增大，提升了海泡石对重金属离子的吸附能力；酸溶液浸泡后的海泡石，其部分Mg²⁺被洗脱，造成Si-O-Mg-O-Si键的Mg²⁺被H⁺离子取代，形成吸附活性中心，有利于吸附重金属离子；亚铁盐经还原后，形成纳米零价铁，纳米零价铁化学活性活泼，具有较强的还原性能，且具有较大的比表面积，是一种环境友好的新型环保材料；但是纳米零价铁本身在土壤环境中，容易团聚、氧化，限制了其在土壤重金属修复中的应用；以壳聚糖为载体的壳聚糖包裹纳米零价铁可增强药剂的稳定性，且易于分散到土壤中；壳聚糖结构总具有大量的-NH₂和-OH基团，对重金属离子有较强的结合作用，且具有无毒、可生物降解等优点；壳聚糖的水溶胀性质，表现为遇水后可增大与土壤的接触面积，更易于捕获重金属离子，但其机械强度较低，在土壤环境中易分解，因此纳米铁经壳聚糖包裹后附着在海泡石表面，可以获得良好的重金属吸附性能，而且修复剂本身的稳定化固化作用也大大加强。

优选地，所述海泡石使用前预先进行粉碎，然后用水浸泡；

优选地，粉碎后的海泡石的粒径为80-120目；

优选地，所述海泡石与水的质量比为1：(5-10)。

粉碎的目的是为了后续反应过程中壳聚糖更好的负载在改性海泡石上；用水浸泡的主要目的是为了清洗掉杂质，保证酸改性的效果。

可选地，所述海泡石与水的质量比可以为1：5、1：6、1：7、1：8、1：9、1：10以及1：(5-10)之间的任一值；粉碎后的海泡石的粒径可以为80目、90目、100目、110目、120目以及80-120目之间的任一值。

优选地，所述酸包括盐酸和/或硝酸；

优选地，所述酸的浓度为1-5mol/L；

优选地，所述浸泡在40-70℃、搅拌条件下进行；