CN103242853A - 一种重金属螯合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种重金属新型螯合剂及其制备方法。配方如下：质量浓度为46.5％-57.1％的酸藤果汁、双活化改性风化煤和酸性活化蒙脱石，重量比1∶0.2∶0.15；所述的双活化改性风化煤为风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85～95℃进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水，所述的风化煤为HA≥40％。本发明螯合剂可有效螯合土壤重金属，减少重金属对作物的胁迫，改善土壤环境，提高作物产量和品质。

Description

一种重金属螯合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤重金属污染快速修复技术，具体涉及一种重金属螯合剂及其制备方法。
背景技术
现有设施土壤重金属污染修复技术存在的缺点有：1、物理和化学技术，不仅需要专门的设备和技术人员，而且价格高，只能暂缓重金属污染，不能从根本上解决问题。2、植物修复技术因其价格低、安全、易于操作、可以在污染区域原位实施，减小了对土壤物理性质的破坏又不会对周围环境造成二次污染，可称得上的“绿色修复技术”。但是也存在一些不足，最主要的是其修复重金属污染土壤的时间相对长。3、植物化学联合修复技术，施用化学螯合剂如EDTA可以增加植物对重金属的富集能力，但可能会同时造成有毒元素下地下的渗漏，形成潜在的污染风险，同时运行成本高。
发明内容
基于以上不足之处，本发明的目的在于提供一种产品配方合理，螯合重金属效果明显，又不会对周围环境造成污染风险的，成本低，易于应用的土壤重金属螯合剂。
本发明的目的是这样实现的：
一种重金属螯合剂，配方为：质量浓度为46.5％-57.1％的酸藤果汁(EmbeliaLaeta L.Mez)、双活化改性风化煤和酸性活化蒙脱石，重量比1∶0.2∶0.15；所述的双活化改性风化煤为风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85～95℃进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水，所述的风化煤为HA≥40％。
本发明的另一目的在于提供一种上述土壤重金属天然螯合剂的制备方法，该方法过程包括：
(1)、酸藤果取叶片，磨成汁与水按重量比1∶0.75混合，打浆后过滤待用；
(2)、风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85～95℃进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水；所述的风化煤为HA≥40％；
(3)、将钙基膨润土在沸水浴中，加入物质量浓度为3mol/L的H2SO4酸洗活化2-3小时，其中钙基膨润土与H2SO4固液比为1g∶3mL，再用蒸馏水洗至pH＝6，烘干后碾成细粉过100目筛，即得酸性活化蒙脱石；所述的钙基膨润土为蒙脱石含量大于75.9％，阳离子交换量CEC大于120cmol/kg；
(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得产物干燥、按重量比1∶0.75混匀，粉碎
过100目筛待用；
(5)、将步骤(4)最终产物与步骤(1)最终产物按重量比1∶5混合。
本发明是一种土壤重金属污染修复技术，根据重金属化学特性和作物吸收特点，经多年的科学试验研制而成的重金属螯合剂。其优点是产品配方合理，螯合重金属效果明显，显著提高蔬菜产量和品质，农民易于应用，经济、生态效益明显。本发明螯合剂及应用技术可有效螯合土壤重金属，减少重金属对作物的胁迫，改善土壤环境，提高作物产量和品质。本发明方法及产品可快速有效螯合土壤重金属，使活性重金属含量增加800％以上，经重金属超富集植物吸收后，可以在1年内使土壤重金属含量降低20-25％。次年土壤中种植作物，与对照相比增加作物产量8％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：
1、原料：选用质量浓度为57.1％酸藤果汁(叶片汁与蒸馏水1∶0.75混合)、内蒙古武川风化煤(总腐植酸含量42.5％，灰分11.3％)、吉林省九台市九营膨润土矿-钙基膨润土(蒙脱石含量78.5％，CEC为125cmol/kg)。
2、制备：
(1)、酸藤果取叶片，用自来水洗3遍，蒸馏水洗3遍，晾干，称鲜重。摘取叶片，用搅拌机打浆，打浆过程中加入一定量的蒸馏水，使鲜叶重与水重比例为1∶0.75，打浆后用纱布过滤，汁液待用。
(2)、风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85℃环境下进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水。
(3)、将钙基膨润土用水浸泡，去除悬浮物和渣子后过滤烘干，在沸水浴中，加入3倍量的浓度为3mol/L的H2SO4酸洗活化3小时，再用蒸馏水洗至pH＝6，烘干后碾成细粉过100目筛，即得酸性活化钙基膨润土。
(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得产物干燥、按重量比1∶0.75混匀，粉碎过100目筛。
(5)、将步骤(4)所得最终产物与步骤(1)最终产物施用时按重量比1∶5混合。
实施例2：
1、原料：选用质量浓度为50％酸藤果汁(叶片汁与蒸馏水1∶1混合)、黑龙江省萝北风化煤(总腐植酸含量62.4％，灰分10.6％)、吉林省长春市石牌岭膨润土矿-钙基膨润土(含蒙脱石75.9％，阳离子交换量120cmol/kg)。
2、制备：
(1)、酸藤果取叶片，用自来水洗3遍，蒸馏水洗3遍，晾干，称鲜重。摘取叶片，用搅拌机打浆，打浆过程中加入一定量的蒸馏水，使鲜叶重与水重比例为1∶1，打浆后用纱布过滤，汁液待用。
(2)、风化煤磨碎通过80目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在95℃环境下进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水。
(3)、将钙基膨润土在沸水浴中，加入物质量浓度为3mol/L的H2SO4酸洗活化2-3小时，其中钙基膨润土与H2SO4固液比为1g∶3mL，再用蒸馏水洗至pH＝6，烘干后碾成细粉过100目筛，即得酸性活化蒙脱石。
(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得产物干燥、按重量比1∶0.75混匀，粉碎过100目筛。
(5)、将步骤(4)所得最终产物与步骤(1)最终产物施用时按重量比1∶5混合。
实施例3：
1、原料：选用质量浓度为46.5％的酸藤果汁(叶片汁与蒸馏水1∶1.25混合)选用黑龙江省萝北风化煤(总腐植酸含量62.4％，灰分10.6％)、吉林省九台市九营膨润土矿-钙基膨润土(蒙脱石含量78.5％，CEC为125cmol/kg)。
2、制备：
(1)、酸藤果取叶片，用自来水洗3遍，蒸馏水洗3遍，晾干，称鲜重。摘取叶片，用搅拌机打浆，打浆过程中加入一定量的蒸馏水，使鲜叶重与水重比例为1∶1.25，打浆后用纱布过滤，汁液待用。
(2)、风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85-95℃环境下进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水。
(3)、将钙基膨润土在沸水浴中，加入物质量浓度为3mol/L的H2SO4酸洗活化2-3小时，其中钙基膨润土与H2SO4固液比为1g∶3mL，再用蒸馏水洗至pH＝6，烘干后碾成细粉过100目筛，即得酸性活化蒙脱石。
(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得产物干燥、按重量比1∶0.75混匀，粉碎过100目筛。
(5)、将步骤(4)所得最终产物与步骤(1)最终产物施用时按重量比1∶5混合。
实施例4
对比试验
1.盆栽设计：
土样采自某矿山重金属污染土壤(Cd、Pb、Zn、Cu污染)，土壤有效重金属含量如表1。试验采用盆栽处理，盆采用聚乙烯盆(其上缘直径为15cm，底缘直径11cm，高度为15cm)，每盆装土2kg(烘干土记)。试验共设置6个处理，每个处理3次重复，随机排列。在加螯合剂的过程中，在盆栽底部垫一较大凹面碟子，以防螯合剂及其活化的重金属离子的淋失，碟子收集的淋出回加入盆栽。
表1试验土壤的有效重金属含量
Figure BSA00000898622700041
A：对照CK(空白，不加螯合剂)
B：EDTA(加入3mmol.L-1的EDTA溶液，2L)
C：浓度为57％的酸藤果汁(加入2kg酸藤果汁)
D：酸藤果汁+改性风化煤(加入2kg酸藤果汁、0.4kg改性风化煤)
E：酸藤果汁+改性风化煤+酸性活化蒙脱石(加入2kg酸藤果汁、0.4kg改性风化煤和0.3kg酸性活化蒙脱石)
2.不同处理的活性重金属含量
不同处理的有效重金属含量见表2。
表2不同处理的有效重金属含量
Figure BSA00000898622700051

Claims (2)

1.一种重金属螯合剂，其特征在于，配方如下：
质量浓度为46.5％-57.1％的酸藤果汁、双活化改性风化煤和酸性活化蒙脱石，重量比1∶0.2∶0.15；
所述的双活化改性风化煤为风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85～95℃进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水，所述的风化煤为HA≥40％。
2.一种重金属螯合剂的制备方法，其特征在于，方法如下：
(1)、酸藤果取叶片，磨成汁与水按重量比1∶0.75混合，打浆后过滤待用；
(2)、风化煤磨碎通过100目筛，加入煤酸比1∶0.5的质量浓度30％的HNO3溶液，维持温度在85～95℃进行氧化和硝化反应，至2.5小时后，加入与煤重量比1∶0.8的质量浓度30％氨水；其中所述的风化煤为HA≥40％；
(3)、将钙基膨润土在沸水浴中，加入物质量浓度为3mol/L的H2SO4酸洗活化2-3小时，其中钙基膨润土与H2SO4固液比为1g∶3mL，再用蒸馏水洗至pH＝6，烘干后碾成细粉过100目筛，即得酸性活化蒙脱石；所述的钙基膨润土为蒙脱石含量大于75.9％，阳离子交换量CEC大于120cmol/kg；
(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得产物干燥、按重量比1∶0.75混匀，粉碎过100目筛待用；
(5)、将步骤(4)最终产物与步骤(1)最终产物按重量比1∶5混合。
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