CN111073658A - 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤修复剂，按总重量份100份计，所述重金属污染土壤修复剂中包含：40‑50重量份氨基多糖螯合盐、10‑25重量份沸石粉、15‑25重量份膨润土和5‑15重量份粉煤灰。该重金属污染土壤修复剂能有效地降低受重金属污染的土壤中重金属的含量，改善土壤质量，减少土壤中的污染物质对植物及土质的影响。本发明还公开了该重金属污染土壤修复剂的制备方法及应用。

Description

一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域。更具体地，涉及一种重金属污染土壤修复剂及其制备 方法和应用。
背景技术
当今社会飞速发展，与此同时，由于对经济的过度狂热追求，导致一系列的环境问题 摆在面前。随着人们对空气和水体污染问题的关注持续升温，土壤污染问题也提上议事日 程。不同的是，除少数条件(放射性)外，土壤污染对生物的影响并不是像大气和水体那样的直接作用于人体，在感官上不如大气和水体污染那样容易引起重视。
据全国第一次土壤污染调查公报显示，我国土壤污染总体状况不容乐观，部分地区土 壤污染较重，农耕用地质量堪忧，工矿业搬迁后土壤问题严重。全国土壤污染总超标率为 16.1％，污染类型以无机型(即重金属污染)为主，有机型次之，复合型污染比重较小。重金属污染最典型的特征是生物的富集性，通过植物自身的蒸发作用以及重金属的离子交换作用，将土壤中的重金属从根系向上富集至叶片，并由此进入食物链。重金属在人畜食用后转移并留存至生物体内，当生物体内的重金属含量上升到一定程度时，将会对生物体的正常生理活动造成影响，从而表现为“三致”效应。以常见的重金属为例，镉(Cd)富 集能引起骨密度降低，致使骨折率增加，铅(Pb)在体内富集过多后，将引起头晕、头疼 和记忆力减退等一系列症状，且对于儿童发育影响更为严重，铬(Cr)具有环境影响性， 人体长期暴露在含铬环境中，将引起呼吸道与皮肤发生病变，增加炎症几率。因此，治理 重金属污染、修复已存在的重金属污染土壤，是真正造福子孙的事业。重金属污染土壤修 复方法主要有物理、化学等修复方法。物理法适合于事故性污染，化学法更加经济高效。 当今重金属污染土壤修复的发展趋势是现有技术联合使用，而化学法则是其中的关键技 术。化学法主要是通过向土壤中加入化学制剂，达到减少土壤中的污染物质对植物的作用， 进而减少植物对人体健康的影响。现阶段，土壤重金属原位处理办法为固化，并不能降低 重金属的毒性，一旦重金属渗出，会造成二次污染。因此，一种专门针对重金属污染土壤 修复剂的发明，就极其必要了。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种重金属污染土壤修复剂，该 土壤修复剂能有效地降低受重金属污染的土壤中重金属的含量，改善土壤质量，减少土壤 中的污染物质对植物及土质的影响，减少了土壤二次污染的概率。
本发明的第二个目的在于提供一种重金属污染土壤修复剂的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种重金属污染土壤修复剂的应用。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种重金属污染土壤修复剂，按总重量份100份计，所述重金属污染土壤修复剂中包 含：40-50重量份氨基多糖螯合盐、10-25重量份沸石粉、15-25重量份膨润土和5-15重量份粉煤灰。
可选地，所述氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万 之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000-3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
可选地，按总重量份100份计，所述重金属污染土壤修复剂中包含：45-50重量份氨基多糖螯合盐、15-25重量份沸石粉、15-25重量份膨润土和5-15重量份粉煤灰。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：
将40-50重量份氨基多糖螯合盐、10-25重量份沸石粉、15-25重量份膨润土和5-15重量份粉煤灰混合均匀，得所述重金属污染土壤修复剂。
可选地，所述氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万 之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000-3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
可选地，按总重量份100份计，所述重金属污染土壤修复剂中包含：45-50重量份氨基多糖螯合盐、15-25重量份沸石粉、15-25重量份膨润土和5-15重量份粉煤灰。
为达到上述第三个目的，本发明还保护如上第一个目的所述的重金属污染土壤修复剂 在修复重金属污染的土壤中的应用。
可选地，每亩重金属污染的土壤中施加的所述重金属污染土壤修复剂的量为 80-120kg。
可选地，每亩重金属污染的土壤中施加的所述重金属污染土壤修复剂的量为100kg。
可选地，在翻地前均匀播撒所述重金属污染土壤修复剂。
可选地，所述土壤为农业用地的土壤和/或工业用地的土壤。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的重金属污染土壤修复剂中，各组分间具有协同增效的作用，使得该土壤 修复剂能有效降低土壤中的重金属离子含量，改善土壤质量，该土壤修复剂使用方便，将 其用于修复重金属污染土壤的方法简单，无二次污染。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技 术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明 的保护范围。
实施例1
将氨基多糖螯合盐50重量份，沸石粉15重量份，膨润土20重量份，粉煤灰15重量份混合均匀，制成改善重金属污染土壤修复剂1。
实施例2
重复实施例1，不同之处在于氨基多糖螯合盐45重量份，沸石粉20重量份，膨润土25重量份，粉煤灰10重量份混合均匀，制成改善重金属污染土壤修复剂2。
实施例3
重复实施例1，不同之处在于氨基多糖螯合盐40重量份，沸石粉25重量份，膨润土20重量份，粉煤灰15重量份混合均匀，制成改善重金属污染土壤修复剂3。
实施例4
重复实施例1，不同之处在于氨基多糖螯合盐50重量份，沸石粉20重量份，膨润土15重量份，粉煤灰15重量份混合均匀，制成改善重金属污染土壤修复剂4。
对比例1
重复实施例1，不同之处在于只包括氨基多糖螯合盐100重量份，没有沸石粉、膨润土、粉煤灰，制成改善重金属污染土壤修复剂5。
对比例2
重复实施例1，不同之处在于只包括沸石粉、膨润土、粉煤灰100重量份，没有氨基多糖螯合盐，制成改善重金属污染土壤修复剂6。
对比例3
重复实施例1，不同之处在于，不包含沸石粉，其他各组分间配比关系不变，制成改善重金属污染土壤修复剂7。
对比例4
重复实施例1，不同之处在于，不包含膨润土，其他各组分间配比关系不变，制成改善重金属污染土壤修复剂8。
对比例5
重复实施例1，不同之处在于，不包含粉煤灰，其他各组分间配比关系不变，制成改善重金属污染土壤修复剂9。
对比例6
将氨基多糖螯合盐35重量份，沸石粉25重量份，膨润土25重量份，粉煤灰15重量份混合均匀，制成改善重金属污染土壤修复剂10。
对比例7
将氨基多糖螯合盐60重量份，沸石粉15重量份，膨润土10重量份，粉煤灰15重量份混合均匀，制成改善重金属污染土壤修复剂11。
试验例1：天津某重金属污染土壤
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1-7投放对比例1-7重金属污染土壤修复剂；
本发明组1-4投放实施例1-4重金属污染土壤修复剂。
具体地，分别将前述各组修复剂分别在翻地前均匀播洒在条件相同的不同的土壤表 面，每亩使用100kg。
2)结果：对土样中的Cu、Cd进行测定，结果见表1，本发明组的Cu、Cd含量明显低 于空白组和对照组。
表1各组Cu、Cd含量
指标 Cu(mg/kg) Cd(mg/kg)
空白组 116..52 2.31
对照组1 98.56 2.03
对照组2 96.37 1.99
对照组3 88.38 1.81
对照组4 87.85 1.77
对照组5 85.36 1.74
对照组6 79.99 1.53
对照组7 80.74 1.56
本发明组1 59.84 0.98
本发明组2 58.25 0.97
本发明组3 59.02 0.95
本发明组4 59.39 0.97
注：所有重金属指标均采用ICP-MS测定。
试验例2：河北保定某重金属污染土壤
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1-7投放对比例1-7重金属污染土壤修复剂；
本发明组1-4投放实施例1-4重金属污染土壤修复剂。
具体地，分别将前述各组修复剂分别在翻地前均匀播洒在条件相同的不同的土壤表 面，每亩使用100kg。
2)结果：对土样中的Zn、Cd进行测定，结果见表2，本发明组的Zn、Cd含量明显低 于空白组和对照组。
表2各组Zn、Cd含量
Figure BDA0002283019530000041
Figure BDA0002283019530000051
注：所有重金属指标均采用ICP-MS测定。
试验例3：上海某重金属污染土壤
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1-7投放对比例1-7重金属污染土壤修复剂；
本发明组1-4投放实施例1-4重金属污染土壤修复剂。
具体地，分别将前述各组修复剂分别在翻地前均匀播洒在条件相同的不同的土壤表 面，每亩使用100kg。
2)结果：对土样中的Cr、Cd进行测定，结果见表3，本发明组的Cr、Cd含量明显低 于空白组和对照组。
表3各组Cr、Cd含量
指标 Cr(mg/kg) Cd(mg/kg)
空白组 141.98 0.63
对照组1 119.85 0.57
对照组2 114.38 0.53
对照组3 108.64 0.50
对照组4 107.39 0.49
对照组5 107.33 0.48
对照组6 101.76 0.40
对照组7 100.37 0.41
本发明组1 80.27 0.19
本发明组2 81.84 0.21
本发明组3 81.26 0.20
本发明组4 82.03 0.21
注：所有重金属指标均采用ICP-MS测定。
试验例4：上海某重金属污染土壤
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1-7投放对比例1-7重金属污染土壤修复剂；
本发明组1-4投放实施例1-4重金属污染土壤修复剂。
具体地，分别将前述各组修复剂分别在翻地前均匀播洒在条件相同的不同的土壤表 面，每亩使用100kg。
2)结果：对土样中的Cu、Zn进行测定，结果见表4，本发明组的Cu、Zn含量明显低 于空白组和对照组。
表4各组Cu、Zn含量
指标 Cu(mg/kg) Zn(mg/kg)
空白组 58.98 130.47
对照组1 47.28 108.82
对照组2 45.01 106.35
对照组3 43.85 99.42
对照组4 43.38 98.55
对照组5 42.26 97.94
对照组6 41.53 93.03
对照组7 42.61 92.81
本发明组1 30.78 74.47
本发明组2 31.17 75.52
本发明组3 30.59 73.95
本发明组4 30.86 74.29
注：所有重金属指标均采用ICP-MS测定。
综上可以看出，本发明的投放重金属污染土壤修复剂，能很好的解决重金属污染土壤 问题，有效改善重金属污染土壤质量，在使用总量相同的情况下，本发明技术方案的技术 效果优于单独使用氨基多糖盐或单独使用沸石粉、膨润土、粉煤灰混合物的效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发 明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的 技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于，按总重量份100份计，所述重金属污染土壤修复剂中包含：40-50重量份氨基多糖螯合盐、10-25重量份沸石粉、15-25重量份膨润土和5-15重量份粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000-3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，按总重量份100份计，所述重金属污染土壤修复剂中包含：45-50重量份氨基多糖螯合盐、15-25重量份沸石粉、15-25重量份膨润土和5-15重量份粉煤灰。
4.如权利要求1-3任一项所述的重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，将所述氨基多糖螯合盐、沸石粉、膨润土和粉煤灰混合均匀，得所述重金属污染土壤修复剂。
5.如权利要求1-3任一项所述的重金属污染土壤修复剂在修复重金属污染的土壤中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，每亩重金属污染的土壤中施加的所述重金属污染土壤修复剂的量为80-120kg。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，每亩重金属污染的土壤中施加的所述重金属污染土壤修复剂的量为100kg。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，在翻地前均匀播撒所述重金属污染土壤修复剂。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述土壤为农业用地的土壤和/或工业用地的土壤。
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CN115340875A (zh) * 2022-08-29 2022-11-15 重庆妙栽生物科技有限公司 一种降低植物有害重金属含量的阻隔剂、使用方法及应用
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