CN110205139B - 一种绿色土壤Cd活化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿色土壤Cd活化剂及其制备方法，属于重金属污染土壤修复技术领域；其特点是，该活化剂由浒苔提取液和无水氯化钙混合反应制成；其制备方法是：首先，将水洗后的浒苔与水按重量比1：20～80粉碎制浆获取提取液，再将浒苔提取液与无水氯化钙按90～99：1～10重量配比混合，经30～80℃搅拌反应1～2小时，冷却制得活化剂；本发明所用的原料廉价易得，开辟了浒苔绿潮废物的资源化利用新途径；制备方法和工艺简便、易于操作；所得活化剂性价比高，既可以高效活化土壤Cd，又可以改善土质，具有绿色环保特点和较好的应用前景。

Description

一种绿色土壤Cd活化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及重金属污染土壤修复与治理技术领域，具体涉及一种绿色土壤Cd活化剂及其制备方法。
背景技术：
当前，重金属污染是全球性问题，其中Cd污染是关注焦点之一。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，土壤Cd超标点位高达7%；70个调查矿区的1672个土壤点位中，超标者高达33.4%，Cd是主要污染物之一。有研究表明，我国每年Cd等重金属污染粮食产量达1.2×107 t，直接经济损失超过200亿元。这对生态系统和人类健康威胁巨大。因此，如何能够既绿色又高效地开展高Cd土壤修复，是亟待解决的现实问题。
当前，Cd等重金属污染土壤修复的基本原理主要有固化和活化两种，所涉及的方法主要包括物理、化学、生物三大类。与客土法、热处理、电动、微生物、化学固定等方法不同，化学淋洗、化学-植物联合修复是公认的可以彻底去除土壤Cd等重金属的修复方法。而利用活化剂使重金属处于可被淋洗或可被植物吸收的活动状态，是实现修复的重要前提。当前，常用的活化剂主要有是EDTA等螯合剂、盐酸和氢氧化钠及氯化铁等无机活化剂、柠檬酸等有机酸活化剂、表面活性剂等。然而，EDTA和表面活性剂不易被微生物降解，使用较长时间后对环境的影响仍会存在，并且价格偏高；酸、碱活化剂会引起土壤结构和pH等剧烈变化；无机活化剂还存在养分低等缺点。可见，这些活化剂均或多或少存在一些缺点或局限性，如：生物可降解性不够好、可能会引起土壤理化性质恶化、价格不够低廉、材料可得性较差、制备工艺和方法不够简便等。这是当前制约活化剂普适性和推广应用的主要瓶颈。
因此，研发具有廉价、高效、绿色环保特点的土壤Cd等重金属活化剂，具有极其重要的意义。
发明内容：
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，基于浒苔和CaCl2廉价易得、绿色环保、提供养分、改善土质等特点，而提供一种绿色土壤Cd活化剂。
本发明的另一目的是提供一种绿色土壤Cd活化剂的制备方法。
本发明主要解决现有活化剂存在的生物降解性不高、价格不够低廉、材料易得性不够好、制备方法和工艺不够简便、活化效率不够高等制约其普适性和推广应用的问题，开辟浒苔绿潮废物资源化利用新途径。
本发明所采用的的技术方案是：一种绿色土壤Cd活化剂，其特殊之处在于，由下述重量配比的原料混合反应制得：浒苔提取液90～99份，无水氯化钙1～10份；所述的浒苔提取液制备工艺如下：首先，将浒苔用水水洗，二者的重量配比为1：500，水洗0.5小时，换水重复水洗3～5次；再将水洗沥干后的浒苔与水混合，二者的重量配比为1：20～80，装入制浆机内搅拌制浆，获取浒苔提取液。
本发明的一种绿色土壤Cd活化剂的制备方法，其特殊之处在于，将浒苔提取液与无水氯化钙按90～99：1～10重量配比混合，经30～80℃搅拌反应1～2小时，冷却制得活化剂。
本发明的一种绿色土壤Cd活化剂及其制备方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，1、浒苔是近海常见的绿潮废物，CaCl2是一种常规有效的重金属提取剂，二者作为活化剂的原料均廉价易得，并且有利于开辟浒苔绿潮废物的资源化利用新途径；同时活化剂制备方法和工艺简便、易于操作；2、活化剂性价比高，既可以高效活化土壤Cd，为植物富集并有效去除Cd提供先决条件；又可以直接应用于土壤Cd的淋洗修复；还可以从肥料角度为土壤提供无机、有机养分，改善土质；另外可被生物降解，不造成二次污染，具有绿色环保特点和较好的应用前景。
具体实施方式：
以下实施例和试验例是对本发明的进一步详细说明，但本发明不限于此。
实施例1，绿色土壤Cd活化剂包括按重量份计的以下组分：浒苔提取液90份；无水氯化钙1份；
浒苔提取液的制备：首先，将1重量份浒苔用500重量份水水洗0.5小时，换水重复水洗3次；再将水洗沥干后的浒苔1重量份与水20重量份混合，装入制浆机内搅拌制浆，制得浒苔提取液；
绿色土壤Cd活化剂的制备：将上述制得的浒苔提取液90重量份、无水氯化钙1重量份混合，经30℃搅拌反应1小时，冷却制得活化剂。
实施例2，绿色土壤Cd活化剂包括按重量份计的以下组分：浒苔提取液95份；无水氯化钙5份；
浒苔提取液的制备：首先，将1重量份浒苔用500重量份水水洗0.5小时，换水重复水洗4次；再将水洗沥干后的浒苔1重量份与水50重量份混合，装入制浆机内搅拌制浆，制得浒苔提取液；
绿色土壤Cd活化剂的制备：将上述制得的浒苔提取液95重量份、无水氯化钙5重量份混合，经50℃搅拌反应1.5小时，冷却制得活化剂。
实施例3，绿色土壤Cd活化剂包括按重量份计的以下组分：浒苔提取液99份；无水氯化钙10份；
浒苔提取液的制备：首先，将1重量份浒苔用500重量份水水洗0.5小时，换水重复水洗5次；再将水洗沥干后的浒苔1重量份与水80重量份混合，装入制浆机内搅拌制浆，制得浒苔提取液；
绿色土壤Cd活化剂的制备：将上述制得的浒苔提取液99重量份、无水氯化钙10重量份混合，经80℃搅拌反应2小时，冷却制得活化剂。
试验例4，取某矿区Cd污染土壤（总Cd含量为1.98 mg/kg），添加上述绿色土壤Cd活化剂；试验设置对照1（水）、对照2（1重量份无水氯化钙、90重量份水制备的氯化钙溶液）、对照3（5重量份无水氯化钙、95重量份水制备的氯化钙溶液）、对照4（10重量份无水氯化钙、99重量份水制备的氯化钙溶液）、对照5（上述浒苔提取液）、实施例1、实施例2、实施例3，共8个处理，每个处理重复3次；将Cd污染土壤与上述处理所涉及的液体按1:50重量比搅拌混匀，静置24小时并收集土壤溶液，离心后用石墨炉原子吸收分光光度计（GF-AAS）测试土壤溶液中Cd含量（表1）。
表1绿色土壤Cd活化剂对矿区土壤Cd的活化效果：
Figure 349789DEST_PATH_IMAGE001
注：“ND”表示低于仪器检出限。
分析表1可发现，与试验例的对照处理相比，本发明的绿色土壤Cd活化剂对矿区土壤Cd的活化效果均好于对照处理。
以上所述公布的仅是本发明优选的实施方式，其目的在于进一步帮助理解本发明，而本发明的保护范围并不局限于实施例和试验例所公开的内容，因此，依托本发明的技术方案，不脱离本发明权利要求的变形、改进、替换、修改均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种绿色土壤Cd活化剂，其特征在于，由下述重量配比的原料混合反应制得：浒苔提取液90～99份，无水氯化钙1～10份；所述的浒苔提取液制备工艺如下：首先，将浒苔用水水洗，二者的重量配比为1：500，水洗0.5小时，换水重复水洗3～5次；再将水洗沥干后的浒苔与水混合，二者的重量配比为1：20～80，装入制浆机内搅拌制浆，获取浒苔提取液；
所述绿色土壤Cd活化剂的制备方法，将浒苔提取液与无水氯化钙按90～99：1～10重量配比混合，经30～80℃搅拌反应1～2小时，冷却制得活化剂。
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