CN106345431A - 一种土壤重金属吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种土壤重金属吸附剂，由以下重量份数的原料制成：泥炭12‑15重量份，天然腐殖土2‑6重量份，木质素13‑17重量份，甲壳质1‑3重量份，沸石1‑5重量份，钛酸四丁酯3‑8重量份，硅溶胶5‑12重量份，铝酸钙6‑8重量份，火山岩3‑7重量份，PA6尼龙粉6‑9重量份，明胶1‑3重量份，碳酸氢铵2‑4重量份，无机矿物3‑45重量份；与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：成本低廉，取材方便，适宜在绿色、无公害农产品种植产业发展中广泛推广应用，其中蕴含的甲壳质分子量高，吸附能力强，适合工业、环保领域应用，而且甲壳质具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高。

Description

一种土壤重金属吸附剂
技术领域
本发明是一种土壤重金属吸附剂，涉及土壤改良剂技术领域。
背景技术
随着近几十年工业化进程的发展，各种工业如采矿业、冶金业、化工业等所产生的废水和固体废弃物的浸出液直接进入水体，随着水系的分布和农业灌溉用水的需要进入农田环境。土壤是农产品生产的直接载体 , 土壤中的化学物质在农业生产中被农作物吸收而进入农产品，土壤是否遭受污染以及污染程度直接影响农产品的品质与产量 ( 周启星主编 . 健康土壤学—土壤健康质量与农产品安全 .2005，北京 : 科学出版社 )，因此，农产品质量安全与土壤污染关系密切。土壤重金属首先通过农产品根部吸收产生累积和在植物体内迁移，当污染含量超过农作物的最大允许浓度时 , 农产品的食用安全就难以得到保障 ,2011 年农产品质量调查数据显示，中国 10％大米存在镉污染，长期食用可致人体“骨痛病”的发生。因此、土壤、污水重金属污染严重危害着包括人类在内的各种生命体的健康与生存。土壤、废水重金属污染具有持久性，生物富集性和放大等作用，如何有效地治理重金属废水污染以及重金属土壤污染己成为人类共同关注的问题。
目前 , 我国受 Cd、As 和 Pb 等重金属污染的耕地面积近 2000 万 hm2约占耕地总面积的 1/5, 其中受 Cd 污染的耕地面积近 1.33 万 hm涉及 11 个省 25 个地区 ,每年因重金属污染导致粮食减产超过 1000 万吨 , 被重金属污染不能食用的粮食达到1200 万吨 ( 韦朝阳等 , 重金属超富集植物及植物修复技术研究进展，生态学报，2001，21(7) ：1196-1203),
全国有不少地区已经发展到生产“镉米”的程度。2000 年对全国 2.2 亿吨粮食调查发现 ,粮食中重金属 Pb、Cd、Hg 和 As 超标率达 10％。2002 年 , 农业部稻米及其制品质量监督检验测试中心对全国市场稻米安全性抽检结果显示 , 稻米中超标最严重的是 Pb,超标率为28.4％ , 其次是 Cd, 超标率为 10.3％ ,As 和 Hg 超标率相对较低,分别为2.8％和 3.4％ ,并呈现一定的复合污染现象 ( 程旺大等 , 晚粳稻籽粒中砷、镉、铬、镍、铅等重金属含量的品种和粒位效应，中国水稻科学 ,2005,19(3):273-279)。随着我国电镀、电子工业、冶金工业灯工业的发展，以及农作物肥料大量使用，土壤重金属的污染问题十分突出。土壤重金属特别是镉含量的增加会使土壤中细菌、固氮菌的数量明显减少，会破坏植物体中的叶绿素，减少根系对水分和养分的吸收，抑制根系对氮的固定和硝酸还原酶活性。镉通过食物链进入人体后，与人体内的特定蛋白质及各种酶发生强烈反应使它们失去活性，并在人体某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，同时还干扰铜、钴、锌在体内的正常代谢，诱发各种疾病，甚至死亡。
目前，土壤的重金属污染治理主要有 ：客土法，该方法只适用于污染面积不大的土壤，成本高、操作复杂 ；翻耕法，该方法具有一定的局限性，不适合耕层下面的污染物浓度高或者土层浅薄的情况 ；农业生态修复措施，该方法修复时间比较长、效果也不理想 ；此外，这些方法工艺程序相对比较复杂。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种土壤重金属吸附剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种土壤重金属吸附剂，由以下重量份数的原料制成：泥炭12-15重量份，天然腐殖土2-6重量份，木质素13-17重量份，甲壳质1-3重量份，沸石1-5重量份，钛酸四丁酯3-8重量份，硅溶胶5-12重量份，铝酸钙6-8重量份，火山岩3-7重量份，PA6尼龙粉6-9重量份，明胶1-3重量份，碳酸氢铵2-4重量份，无机矿物3-45重量份。
进一步地，所述无极矿物为为膨润土、高岭土以及硅藻土中的一种或多种。
进一步地，所述天然腐殖土为一种栗钙土，取分布于温带干草原植被条件下的栗钙土，其中碳酸钙含量为15～30%。
进一步地，所述天然腐殖土为一种黑土，取温带湿润森林土壤过渡的黑土，有机质含量为6-15%，黑土呈中性至微酸性反应。
进一步地，所述木质素为一种由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素。
进一步地，所述钛酸四丁酯取相对密度：0.996，凝固点：-55℃，沸点：310-312℃，折射率：1.485-1.493，闪点：76.7℃的钛酸四丁酯。
进一步地，所述硅溶胶为一种采用离子交换树脂处理硅酸钠稀溶液的方法制备出来的硅溶胶。
进一步地，每100重量份的原料中含有泥炭12重量份，每100重量份的原料中含有天然腐殖土2重量份，每100重量份的原料中含有木质素17重量份，每100重量份的原料中含有甲壳质1重量份，每100重量份的原料中含有沸石5重量份，每100重量份的原料中含有钛酸四丁酯3重量份，每100重量份的原料中含有硅溶胶5重量份，每100重量份的原料中含有铝酸钙8重量份，每100重量份的原料中含有火山岩3重量份，每100重量份的原料中含有PA6尼龙粉9重量份，每100重量份的原料中含有明胶1重量份，每100重量份的原料中含有碳酸氢铵2重量份，每100重量份的原料中含有无机矿物31重量份。
进一步地，每100重量份的原料中含有泥炭12重量份，每100重量份的原料中含有天然腐殖土2重量份，每100重量份的原料中含有木质素17重量份，每100重量份的原料中含有甲壳质1重量份，每100重量份的原料中含有沸石5重量份，每100重量份的原料中含有钛酸四丁酯3重量份，每100重量份的原料中含有硅溶胶5重量份，每100重量份的原料中含有铝酸钙8重量份，每100重量份的原料中含有火山岩3重量份，每100重量份的原料中含有PA6尼龙粉9重量份，每100重量份的原料中含有明胶1重量份，每100重量份的原料中含有碳酸氢铵2重量份，每100重量份的原料中含有膨润土17重量份，每100重量份的原料中含有高岭土14重量份。
本发明的有益效果：本发明的一种土壤重金属吸附剂，成本低廉，取
材方便，适宜在绿色、无公害农产品种植产业发展中广泛推广应用。
通过增加甲壳质，甲壳质是高分子量物质，其分子量可达100万以上。分子量越高吸附能力越强，适合工业、环保领域应用，甲壳质的吸水率高达1300%，1克的甲壳素吸饱水后可以达到13克；而且甲壳质具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高。
火山岩质地坚硬如天然石材，涂层表面蜂窝多孔，比表面积大，浸泡水中无异常变化，防水性极佳，防火，耐侯性好，可防止因紫外线而引发的劣化，具有无毒、无味、强度高、隔热、耐酸碱、耐沾污性、耐腐蚀、耐霉变，且无污染、无放射性等优点，作为吸附剂材料具有很好的应用前景。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明提供一种技术方案：一种土壤重金属吸附剂，由以下重量份数的原料制成：泥炭12-15重量份，天然腐殖土2-6重量份，木质素13-17重量份，甲壳质1-3重量份，沸石1-5重量份，钛酸四丁酯3-8重量份，硅溶胶5-12重量份，铝酸钙6-8重量份，火山岩3-7重量份，PA6尼龙粉6-9重量份，明胶1-3重量份，碳酸氢铵2-4重量份，无机矿物3-45重量份。
无极矿物为为膨润土、高岭土以及硅藻土中的一种或多种。
天然腐殖土为一种栗钙土，取分布于温带干草原植被条件下的栗钙土，其中碳酸钙含量为15～30%。
天然腐殖土为一种黑土，取温带湿润森林土壤过渡的黑土，有机质含量为6-15%，黑土呈中性至微酸性反应。
木质素为一种由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素。
钛酸四丁酯取相对密度：0.996，凝固点：-55℃，沸点：310-312℃，折射率：1.485-1.493，闪点：76.7℃的钛酸四丁酯。
硅溶胶为一种采用离子交换树脂处理硅酸钠稀溶液的方法制备出来的硅溶胶。
做为本发明的一个实施例：每100重量份的原料中含有泥炭12重量份，每100重量份的原料中含有天然腐殖土2重量份，每100重量份的原料中含有木质素17重量份，每100重量份的原料中含有甲壳质1重量份，每100重量份的原料中含有沸石5重量份，每100重量份的原料中含有钛酸四丁酯3重量份，每100重量份的原料中含有硅溶胶5重量份，每100重量份的原料中含有铝酸钙8重量份，每100重量份的原料中含有火山岩3重量份，每100重量份的原料中含有PA6尼龙粉9重量份，每100重量份的原料中含有明胶1重量份，每100重量份的原料中含有碳酸氢铵2重量份，每100重量份的原料中含有无机矿物31重量份。
做为本发明的一个实施例：每100重量份的原料中含有泥炭12重量份，每100重量份的原料中含有天然腐殖土2重量份，每100重量份的原料中含有木质素17重量份，每100重量份的原料中含有甲壳质1重量份，每100重量份的原料中含有沸石5重量份，每100重量份的原料中含有钛酸四丁酯3重量份，每100重量份的原料中含有硅溶胶5重量份，每100重量份的原料中含有铝酸钙8重量份，每100重量份的原料中含有火山岩3重量份，每100重量份的原料中含有PA6尼龙粉9重量份，每100重量份的原料中含有明胶1重量份，每100重量份的原料中含有碳酸氢铵2重量份，每100重量份的原料中含有膨润土17重量份，每100重量份的原料中含有高岭土14重量份。
做为本发明的一个实施例：本发明的一种土壤重金属吸附剂，成本低廉，取材方便，适宜在绿色、无公害农产品种植产业发展中广泛推广应用。
通过增加甲壳质，甲壳质是高分子量物质，其分子量可达100万以上。分子量越高吸附能力越强，适合工业、环保领域应用，甲壳质的吸水率高达1300%，1克的甲壳素吸饱水后可以达到13克；而且甲壳质具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高。
火山岩质地坚硬如天然石材，涂层表面蜂窝多孔，比表面积大，浸泡水中无异常变化，防水性极佳，防火，耐侯性好，可防止因紫外线而引发的劣化，具有无毒、无味、强度高、隔热、耐酸碱、耐沾污性、耐腐蚀、耐霉变，且无污染、无放射性等优点，作为吸附剂材料具有很好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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 (9)

1.一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：泥炭12-15重量份，天然腐殖土2-6重量份，木质素13-17重量份，甲壳质1-3重量份，沸石1-5重量份，钛酸四丁酯3-8重量份，硅溶胶5-12重量份，铝酸钙6-8重量份，火山岩3-7重量份，PA6尼龙粉6-9重量份，明胶1-3重量份，碳酸氢铵2-4重量份，无机矿物3-45重量份。
2.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：所述无极矿物为为膨润土、高岭土以及硅藻土中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：所述天然腐殖土为一种栗钙土，取分布于温带干草原植被条件下的栗钙土，其中碳酸钙含量为15～30%。
4.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：所述天然腐殖土为一种黑土，取温带湿润森林土壤过渡的黑土，有机质含量为6-15%，黑土呈中性至微酸性反应。
5.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：所述木质素为一种由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素。
6.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：所述钛酸四丁酯取相对密度：0.996，凝固点：-55℃，沸点：310-312℃，折射率：1.485-1.493，闪点：76.7℃的钛酸四丁酯。
7.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：所述硅溶胶为一种采用离子交换树脂处理硅酸钠稀溶液的方法制备出来的硅溶胶。
8.根据权利要求1所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：每100重量份的原料中含有泥炭12重量份，每100重量份的原料中含有天然腐殖土2重量份，每100重量份的原料中含有木质素17重量份，每100重量份的原料中含有甲壳质1重量份，每100重量份的原料中含有沸石5重量份，每100重量份的原料中含有钛酸四丁酯3重量份，每100重量份的原料中含有硅溶胶5重量份，每100重量份的原料中含有铝酸钙8重量份，每100重量份的原料中含有火山岩3重量份，每100重量份的原料中含有PA6尼龙粉9重量份，每100重量份的原料中含有明胶1重量份，每100重量份的原料中含有碳酸氢铵2重量份，每100重量份的原料中含有无机矿物31重量份。
9.根据权利要求2或8所述的一种土壤重金属吸附剂，其特征在于：每100重量份的原料中含有泥炭12重量份，每100重量份的原料中含有天然腐殖土2重量份，每100重量份的原料中含有木质素17重量份，每100重量份的原料中含有甲壳质1重量份，每100重量份的原料中含有沸石5重量份，每100重量份的原料中含有钛酸四丁酯3重量份，每100重量份的原料中含有硅溶胶5重量份，每100重量份的原料中含有铝酸钙8重量份，每100重量份的原料中含有火山岩3重量份，每100重量份的原料中含有PA6尼龙粉9重量份，每100重量份的原料中含有明胶1重量份，每100重量份的原料中含有碳酸氢铵2重量份，每100重量份的原料中含有膨润土17重量份，每100重量份的原料中含有高岭土14重量份。
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