CN105950175A - 一种苯并芘污染土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苯并芘污染土壤修复剂及其制备方法，所述苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土35‑40份、高粱淀粉15‑25份、棉絮15‑25份、色氨酸12‑20份、黄原胶15‑20份、茄子皮10‑15份、壳聚糖10‑15份、羧甲基纤维素钠1‑3份、聚合氯化铁0.2‑0.8份。本发明能够使受苯并芘严重污染土壤的理化指标达到GB15618‑2008标准；处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，受污染的土壤恢复程度高，可有效地降低了苯并芘污染土壤处理的成本，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤修复技术领域，具体是一种苯并芘污染土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
随着煤、石油在工业生产，交通运输以及生活中被广泛应用，多环芳烃(PAHs)已成为世界各国共同关注的有机污染物；多环芳烃是指两个以上苯环连在一起的化合物如萘、蒽等，是一类惰性较强的碳氢化合物，由于这种较强的惰性致使它们比较稳定，能广泛地存在于环境、水和土壤中。目前已对2000多种化合物做了致癌试验，发现有致癌作用的有500余种，其中200余种系芳香烃类；在这些致癌物中多环芳烃是最重要的一类。多环芳烃在环境中虽是微量的，但分布很广，人们能够通过大气、水、食物等摄取，是人类癌症的重要起因。多环芳烃不易溶于水，极易附着在固体颗粒上，所以一般来说，大气、土壤中的大多数多环芳烃处于吸附态；多环芳烃类污染物分布很广，基本上在各种环境介质中都发现了PAHs；因排废气、废水及废物倾倒，多环芳烃对水、大气及土壤产生直接污染。吸附在烟气微粒上的多环芳烃随气流传向周围及更远处，又随降尘、降雨及降雪进入水体及土壤，而土壤及地面多环芳烃通过扬尘再次进入大气，通过呼吸及食物链进入动物体产生毒害；苯并芘作为一种5环多环芳烃，被国际癌症研究中心认为是很可能致癌的物质，因此对苯并芘污染土壤的治理和修复，是十分紧迫的任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种苯并芘污染土壤修复剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土35-40份、高粱淀粉15-25份、棉絮15-25份、色氨酸12-20份、黄原胶15-20份、茄子皮10-15份、壳聚糖10-15份、羧甲基纤维素钠1-3份、聚合氯化铁0.2-0.8份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土。
作为本发明进一步的方案：所述苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土36-39份、高粱淀粉18-22份、棉絮18-22份、色氨酸14-18份、黄原胶16-19份、茄子皮11-14份、壳聚糖12-13份、羧甲基纤维素钠1-3份、聚合氯化铁0.4-0.6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土。
作为本发明进一步的方案：所述苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土38份、高粱淀粉20份、棉絮20份、色氨酸16份、黄原胶18份、茄子皮13份、壳聚糖13份、羧甲基纤维素钠2份、聚合氯化铁0.5份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土。
作为本发明进一步的方案：所述高粱淀粉的粒径为15-20μm。
作为本发明进一步的方案：所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为20％-24％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为42℃-52℃，时间为30-40分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中混合浆体的含水率为22％。
作为本发明进一步的方案：步骤(3)中微波处理的温度为47℃，时间为35分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能够使受苯并芘严重污染土壤的理化指标达到GB15618-2008标准；处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，受污染的土壤恢复程度高，可有效地降低了苯并芘污染土壤处理的成本，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土35份、高粱淀粉15份、棉絮15份、色氨酸12份、黄原胶15份、茄子皮10份、壳聚糖10份、羧甲基纤维素钠1份、聚合氯化铁0.2份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述高粱淀粉的粒径为15-20μm；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为20％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为42℃，时间为30分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
实施例2
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土36份、高粱淀粉18份、棉絮18份、色氨酸14份、黄原胶16份、茄子皮11份、壳聚糖12份、羧甲基纤维素钠1份、聚合氯化铁0.4份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述高粱淀粉的粒径为15-20μm；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为20％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为42℃，时间为30分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
实施例3
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土38份、高粱淀粉20份、棉絮20份、色氨酸16份、黄原胶18份、茄子皮13份、壳聚糖13份、羧甲基纤维素钠2份、聚合氯化铁0.5份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述高粱淀粉的粒径为15-20μm；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为22％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为47℃，时间为35分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
实施例4
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土39份、高粱淀粉22份、棉絮22份、色氨酸18份、黄原胶19份、茄子皮14份、壳聚糖13份、羧甲基纤维素钠3份、聚合氯化铁0.6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述高粱淀粉的粒径为15-20μm；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为24％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为52℃，时间为40分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
实施例5
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土40份、高粱淀粉25份、棉絮25份、色氨酸20份、黄原胶20份、茄子皮15份、壳聚糖15份、羧甲基纤维素钠3份、聚合氯化铁0.8份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述高粱淀粉的粒径为15-20μm；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为24％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为52℃，时间为40分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
对比例1
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土38份、色氨酸16份、黄原胶18份、茄子皮13份、壳聚糖13份、羧甲基纤维素钠2份、聚合氯化铁0.5份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为22％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为47℃，时间为35分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
对比例2
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：硅藻土38份、茄子皮13份、壳聚糖13份、聚合氯化铁0.5份；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为22％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为47℃，时间为35分钟，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
对比例3
一种苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土38份、高粱淀粉20份、棉絮20份、色氨酸16份、黄原胶18份、茄子皮13份、壳聚糖13份、羧甲基纤维素钠2份、聚合氯化铁0.5份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土；所述高粱淀粉的粒径为15-20μm；所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为22％，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
(3)接着，将混合物I与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物II；
(4)最后，将混合物II进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
检测实验
利用挖掘机对污染待修复的土壤进行挖掘，将上述实施例1-5和对比例1-3中的苯并芘污染土壤修复剂添加在污染的土壤的表面施加2cm厚度的修复剂后，将受污染土壤表层20cm厚的土壤与施加的修复剂通过翻耕的方式混合均匀，10天后，进行采样监测，测试结果图表1。
由此可见，本发明实施例中制备的苯并芘污染土壤修复剂，与对比组例比有更好的显著处理效果，本发明能够使受苯并芘严重污染土壤的理化指标达到GB15618-2008标准；处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，受污染的土壤恢复程度高，可有效地降低了苯并芘污染土壤处理的成本，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种苯并芘污染土壤修复剂，其特征在于，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土35-40份、高粱淀粉15-25份、棉絮15-25份、色氨酸12-20份、黄原胶15-20份、茄子皮10-15份、壳聚糖10-15份、羧甲基纤维素钠1-3份、聚合氯化铁0.2-0.8份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土。
2.根据权利要求1所述的苯并芘污染土壤修复剂，其特征在于，所述苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土36-39份、高粱淀粉18-22份、棉絮18-22份、色氨酸14-18份、黄原胶16-19份、茄子皮11-14份、壳聚糖12-13份、羧甲基纤维素钠1-3份、聚合氯化铁0.4-0.6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土。
3.根据权利要求1或2所述的苯并芘污染土壤修复剂，其特征在于，所述苯并芘污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土38份、高粱淀粉20份、棉絮20份、色氨酸16份、黄原胶18份、茄子皮13份、壳聚糖13份、羧甲基纤维素钠2份、聚合氯化铁0.5份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸钙、氯化铁、粉煤灰与戊二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将纳米二氧化钛、硅藻土与混合物在真空下进行熔炼即得到纳米改性硅藻土。
4.根据权利要求3所述的苯并芘污染土壤修复剂，其特征在于，所述高粱淀粉的粒径为15-20μm。
5.根据权利要求3所述的苯并芘污染土壤修复剂，其特征在于，所述聚合氯化铁的粒径为600μm。
6.一种如权利要求1-5任一所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土和高粱淀粉中加水得到混合浆体，使其含水率为20%-24%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与棉絮、色氨酸、黄原胶、茄子皮、壳聚糖混合均匀，堆积10h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为42℃-52℃，时间为30-40分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与羧甲基纤维素钠、聚合氯化铁进行恒温搅拌；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得苯并芘污染土壤修复剂。
7.根据权利要求6所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混合浆体的含水率为22%。
8.根据权利要求6所述的苯并芘污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中微波处理的温度为47℃，时间为35分钟。
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