CN108587641A - 一种土壤钝化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤钝化剂的制备方法，属于土壤修复处理剂技术领域。将木醋杆菌与培养液按质量比1：8～1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入木醋杆菌质量2～3倍的海泡石，于温度为30～40℃，转速为300～500r/min的条件下搅拌混合20～30min后，于室温条件下静置培养1～2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比5：2～7：2混合，于温度为35～42℃，转速为220～300r/min的条件下搅拌混合30～40min后，于室温条件下培养4～5天后，过滤，得钝化剂坯料，将钝化剂坯料于温度为80～90℃的条件下干燥30～40min后，粉碎，得土壤钝化剂。本发明制备的土壤钝化剂具有优异的钝化效果。
Description
技术领域
本发明公开了一种土壤钝化剂的制备方法，属于土壤修复处理剂技术领域。
背景技术
随着工业的发展，土壤重金属污染问题给人类生活环境带来了极大威胁。常见的重金属污染土壤修复技术主要有物理修复、化学修复、生物修复和农业调控技术等。其中，化学钝化/固定技术由于其能快速、大幅度地降低重金属的生物有效性和毒性而被广泛运用。钝化技术主要是依靠钝化剂来降低土壤中重金属的移动性和生物有效性，却无法将重金属从土壤中去除，而是将其以更稳定的形式存在于土壤中。所以，有针对性地选择一种或多种效率高、稳定性长久的钝化剂是该技术实际应用中的关键。
近年来，一些学者多研究将有机质、石灰、磷肥等材料运用于重金属污染土壤的原位钝化修复中，取得了较好的成果。也有学者研究了氮肥对钝化后土壤中重金属的影响。但是前人的研究多是针对某一种或两种污染元素的钝化修复，实际上自然界中重金属的污染常以伴生性或复合性污染存在，尤其是有色金属冶炼造成的污染更为严重。同时，钝化剂本身对不同的重金属也具有选择性，将有机和无机组分结合进行的钝化处理的报道也比较少。因而将腐殖质、硫酸铵与常用的石灰、磷肥复配，既可以将土壤中的重金属钝化稳定，又可以达到沃土的作用，这样的研究对现阶段的重金属污染土壤治理具有一定的现实意义和经济意义。目前传统的土壤钝化剂还存在钝化效果无法进一步提高的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统土壤钝化剂钝化效果无法进一步提高的问题，提供了一种土壤钝化剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将壳聚糖与明胶按质量比1：10～1：12混合，并加入壳聚糖质量100～110倍的醋酸，搅拌混合后，得壳聚糖明胶混合物；
（2）将石蜡与表面活性剂按质量比10：1～18：1混合，加热搅拌混合，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：2～1：3混合，并在氮气氛围下加入石蜡乳液质量0.1～0.2倍的丙烯酸，石蜡乳液质量0.1～0.2倍的丙烯酰胺，石蜡乳液质量0.08～0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.03～0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌混合后，得预处理混合物；
（3）将预处理混合物与戊二醛按质量比10：1～10：2混合，搅拌反应后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：4～1：6混合，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤后，得添加剂；
（4）将木醋杆菌与培养液按质量比1：8～1：10混合，并加入木醋杆菌质量2～3倍的海泡石，搅拌混合后，静置培养1～2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比5：2～7：2混合，静置培养4～5天后，过滤，干燥，粉碎，得土壤钝化剂。
步骤（1）所述壳聚糖为脱乙酰度90%～95%的壳聚糖混合物。
步骤（2）所述石蜡为原子数为18～26的石蜡混合物。
步骤（2）所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，司盘-80或司盘-60中任意一种。
步骤（2）所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中任意一种。
步骤（3）所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。
步骤（4）所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比30：1～50：1混合，并加入水质量0.008～0.015倍的蛋白胨，水质量0.05～0.10倍的酵母粉，水质量0.02～0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.001～0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在制备土壤钝化剂时加入添加剂，首先，添加剂中含有壳聚糖明胶多孔微球，在加入产品中后，由于明胶和壳聚糖活性基团较多可对金属离子起到一定的络合作用，从而使产品的钝化效果提高，并且，由于壳聚糖明胶形成的微球为多孔结构，在加入产品中后，可使产品的钝化效果进一步提高；其次，添加剂中的壳聚糖在制备过程中进行接枝处理，使得壳聚糖接枝部分丙烯酸和丙烯酰胺，从而使壳聚糖明胶多孔微球具有一定的絮凝作用，并且保水性较好，在加入产品中后，可使产品具有较好的持水性和絮凝性，从而使土壤中的金属离子更易被产品所络合，进而使产品的钝化效果进一步提高；
（2）本发明在制备土壤钝化剂时加入细菌纤维素，一方面，细菌纤维素表面具有羧基，可与加入的海泡石一同对金属离子起到络合作用，从而使产品的钝化效果提高，另一方面，细菌纤维素作为有机质可被细菌降解，从而在产品使用后形成腐殖质，并被具有吸附性的壳聚糖明胶多孔微球所吸附，并且壳聚糖具有一定的杀菌性，从而使产品周围的腐殖质增多，进而使产品的钝化效果进一步提高。
具体实施方式
将壳聚糖与明胶按质量比1：10～1：12混合，并向壳聚糖与明胶的混合物中加入壳聚糖质量100～110倍的质量分数为5～8%的醋酸，于温度为40～55℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合30～60min后，得壳聚糖明胶混合物；将石蜡与表面活性剂按质量比10：1～18：1混合，于温度为50～70℃，转速为300～350r/min的条件下搅拌混合15～30min后，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：2～1：3混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以5～10mL/min的速率通入氮气，并向三口烧瓶中加入石蜡乳液质量0.1～0.2倍的丙烯酸，石蜡乳液质量0.1～0.2倍的丙烯酰胺，石蜡乳液质量0.08～0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.03～0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为55～65℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合1～2h后，得预处理混合物；将预处理混合物与戊二醛按质量比10：1～10：2混合，于温度为45～55℃，转速为250～350r/min的条件下搅拌反应30～60min后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：4～1：6混合，于室温条件下脱水处理30～40min后，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤5～6次后，得添加剂；将木醋杆菌与培养液按质量比1：8～1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入木醋杆菌质量2～3倍的海泡石，于温度为30～40℃，转速为300～500r/min的条件下搅拌混合20～30min后，于室温条件下静置培养1～2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比5：2～7：2混合，于温度为35～42℃，转速为220～300r/min的条件下搅拌混合30～40min后，于室温条件下培养4～5天后，过滤，得钝化剂坯料，将钝化剂坯料于温度为80～90℃的条件下干燥30～40min后，粉碎，得土壤钝化剂。所述壳聚糖为脱乙酰度90%～95%的壳聚糖混合物。所述石蜡为原子数为18～26的石蜡混合物。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，司盘-80或司盘-60中任意一种。所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中任意一种。所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比30：1～50：1混合，并加入水质量0.008～0.015倍的蛋白胨，水质量0.05～0.10倍的酵母粉，水质量0.02～0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.001～0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
将壳聚糖与明胶按质量比1：12混合，并向壳聚糖与明胶的混合物中加入壳聚糖质量110倍的质量分数为8%的醋酸，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合60min后，得壳聚糖明胶混合物；将石蜡与表面活性剂按质量比18：1混合，于温度为70℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合30min后，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：3混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以10mL/min的速率通入氮气，并向三口烧瓶中加入石蜡乳液质量0.2倍的丙烯酸，石蜡乳液质量0.2倍的丙烯酰胺，石蜡乳液质量0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合2h后，得预处理混合物；将预处理混合物与戊二醛按质量比10：2混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应60min后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：6混合，于室温条件下脱水处理40min后，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤6次后，得添加剂；将木醋杆菌与培养液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入木醋杆菌质量3倍的海泡石，于温度为40℃，转速为500r/min的条件下搅拌混合30min后，于室温条件下静置培养2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比7：2混合，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合40min后，于室温条件下培养5天后，过滤，得钝化剂坯料，将钝化剂坯料于温度为90℃的条件下干燥40min后，粉碎，得土壤钝化剂。所述壳聚糖为脱乙酰度95%的壳聚糖混合物。所述石蜡为原子数为26的石蜡混合物。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述引发剂为过硫酸钠。所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比50：1混合，并加入水质量0.015倍的蛋白胨，水质量0.10倍的酵母粉，水质量0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
将壳聚糖与明胶按质量比1：12混合，并向壳聚糖与明胶的混合物中加入壳聚糖质量110倍的质量分数为8%的醋酸，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合60min后，得壳聚糖明胶混合物；将石蜡与表面活性剂按质量比18：1混合，于温度为70℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合30min后，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：3混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以10mL/min的速率通入氮气，并向三口烧瓶中加入石蜡乳液质量0.2倍的丙烯酰胺，石蜡乳液质量0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合2h后，得预处理混合物；将预处理混合物与戊二醛按质量比10：2混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应60min后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：6混合，于室温条件下脱水处理40min后，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤6次后，得添加剂；将木醋杆菌与培养液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入木醋杆菌质量3倍的海泡石，于温度为40℃，转速为500r/min的条件下搅拌混合30min后，于室温条件下静置培养2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比7：2混合，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合40min后，于室温条件下培养5天后，过滤，得钝化剂坯料，将钝化剂坯料于温度为90℃的条件下干燥40min后，粉碎，得土壤钝化剂。所述壳聚糖为脱乙酰度95%的壳聚糖混合物。所述石蜡为原子数为26的石蜡混合物。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述引发剂为过硫酸钠。所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比50：1混合，并加入水质量0.015倍的蛋白胨，水质量0.10倍的酵母粉，水质量0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
将壳聚糖与明胶按质量比1：12混合，并向壳聚糖与明胶的混合物中加入壳聚糖质量110倍的质量分数为8%的醋酸，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合60min后，得壳聚糖明胶混合物；将石蜡与表面活性剂按质量比18：1混合，于温度为70℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合30min后，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：3混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以10mL/min的速率通入氮气，并向三口烧瓶中加入石蜡乳液质量0.2倍的丙烯酸，石蜡乳液质量0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合2h后，得预处理混合物；将预处理混合物与戊二醛按质量比10：2混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应60min后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：6混合，于室温条件下脱水处理40min后，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤6次后，得添加剂；将木醋杆菌与培养液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入木醋杆菌质量3倍的海泡石，于温度为40℃，转速为500r/min的条件下搅拌混合30min后，于室温条件下静置培养2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比7：2混合，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合40min后，于室温条件下培养5天后，过滤，得钝化剂坯料，将钝化剂坯料于温度为90℃的条件下干燥40min后，粉碎，得土壤钝化剂。所述壳聚糖为脱乙酰度95%的壳聚糖混合物。所述石蜡为原子数为26的石蜡混合物。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述引发剂为过硫酸钠。所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比50：1混合，并加入水质量0.015倍的蛋白胨，水质量0.10倍的酵母粉，水质量0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
将壳聚糖与明胶按质量比1：12混合，并向壳聚糖与明胶的混合物中加入壳聚糖质量110倍的质量分数为8%的醋酸，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合60min后，得壳聚糖明胶混合物；将石蜡与表面活性剂按质量比18：1混合，于温度为70℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合30min后，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：3混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以10mL/min的速率通入氮气，并向三口烧瓶中加入石蜡乳液质量0.2倍的丙烯酸，石蜡乳液质量0.2倍的丙烯酰胺，石蜡乳液质量0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合2h后，得预处理混合物；将预处理混合物与戊二醛按质量比10：2混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应60min后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：6混合，于室温条件下脱水处理40min后，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤6次后，得土壤钝化剂。所述壳聚糖为脱乙酰度95%的壳聚糖混合物。所述石蜡为原子数为26的石蜡混合物。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述引发剂为过硫酸钠。所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比50：1混合，并加入水质量0.015倍的蛋白胨，水质量0.10倍的酵母粉，水质量0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
对比例：北京某环境技术有限公司生产的土壤钝化剂。
将实例1至4所得土壤钝化剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
检测上述土壤钝化剂对重金属的稳定效率，具体检测结果如表1所示：
表1：性能检测表
由表1检测结果可知，本发明所得土壤钝化剂具有优异的钝化效果。
Claims (7)
1.一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将壳聚糖与明胶按质量比1：10～1：12混合，并加入壳聚糖质量100～110倍的醋酸，搅拌混合后，得壳聚糖明胶混合物；
（2）将石蜡与表面活性剂按质量比10：1～18：1混合，加热搅拌混合，得石蜡乳液，将石蜡乳液与壳聚糖明胶混合物按质量比1：2～1：3混合，并在氮气氛围下加入石蜡乳液质量0.1～0.2倍的丙烯酸，石蜡乳液质量0.1～0.2倍的丙烯酰胺，石蜡乳液质量0.08～0.12倍的引发剂和石蜡乳液质量0.03～0.10倍的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌混合后，得预处理混合物；
（3）将预处理混合物与戊二醛按质量比10：1～10：2混合，搅拌反应后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与丙酮溶液按质量比1：4～1：6混合，过滤，得滤饼，将滤饼用丙酮洗涤后，得添加剂；
（4）将木醋杆菌与培养液按质量比1：8～1：10混合，并加入木醋杆菌质量2～3倍的海泡石，搅拌混合后，静置培养1～2天后，得预处理培养液，将预处理培养液与添加剂按质量比5：2～7：2混合，静置培养4～5天后，过滤，干燥，粉碎，得土壤钝化剂。
2.根据权利要求1所述的一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述壳聚糖为脱乙酰度90%～95%的壳聚糖混合物。
3.根据权利要求1所述的一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述石蜡为原子数为18～26的石蜡混合物。
4.根据权利要求1所述的一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，司盘-80或司盘-60中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述丙酮溶液为将丙酮与水按体积比3：1混合，得丙酮溶液。
7.根据权利要求1所述的一种土壤钝化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述培养液的制备方法为将水与葡萄糖按质量比30：1～50：1混合，并加入水质量0.008～0.015倍的蛋白胨，水质量0.05～0.10倍的酵母粉，水质量0.02～0.08倍的磷酸氢钠和水质量0.001～0.005倍的柠檬酸，搅拌混合，得培养液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180928 |