CN111575020A - 一种修复剂以及用其修复重金属污染土壤的方法 - Google Patents

一种修复剂以及用其修复重金属污染土壤的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种修复剂以及用其修复重金属污染土壤的方法，属于修复重金属土壤污染技术领域，所述的修复剂，包括以下原料：活性炭、沸石、泥灰土、废液、生物菌、2,3‑二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4,5‑二苯基‑1,3‑二氧戊环烯‑2‑酮。利用所述修复剂修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.6‑0.7kg。本发明的2,3‑二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4,5‑二苯基‑1,3‑二氧戊环烯‑2‑酮在制备修复剂中起到了协同作用，显著提高了镉、铬的去除率，去除率均在96%以上，具有良好的修复重金属污染土壤效果。

Description

一种修复剂以及用其修复重金属污染土壤的方法
【技术领域】
本发明属于修复重金属土壤污染技术领域，具体涉及一种修复剂以及用其修复重金属污染土壤的方法。
【背景技术】
土壤是难以再生的自然资源，是人类生产活动的重要基础。目前，我国土壤污染的形势比较严峻，包括重金属污染、有机物污染等。土壤污染导致的农产品的安全问题不容忽视：土壤污染能降低作物产量和质量，还通过食物链的传递和富集作用危害人类健康。为了修复污染土壤，近些年世界各国特别是发达国家都投入了巨大的人力、物力和财力进行土壤修复研究，并取得了一定的进展。
污染土壤修复一般是通过转移、吸附、转化和降解土壤中的污染物，使其浓度降低到可以接受的水平，或将有毒有害物质转化为无毒无害的物质。目前，主要修复方法包括物理分离法、溶液淋漓法、固定转化法、电动力法、萃取法、氧化法、还原法、土壤修复剂法及生物修复法等。但这些技术不同程度的存在成本高、修复污染单一、修复效果有待提高等一种或几种不足。
现有的化学修复技术在重金属污染土壤的修复方面具有一定的作用，但也有较大的局限性。例如，中国专利申请文献″重金属污染土壤修复剂及土壤修复方法″(公开号：CN111171837A)公开了一种重金属污染土壤修复剂及土壤修复方法，其中修复剂按重量份数计，包括处理活性炭50-80份，沸石3-10份，泥灰土10-20份，葡萄酒废液20-30份和圆褐固氮菌0.05-1份。该发明的修复剂对葡萄酒废液进行利用，环保经济，不产生二次污染，但存在着修复效果有待提高的问题。
【发明内容】
本发明一种修复剂以及用其修复重金属污染土壤的方法，以解决现有技术存在着修复效果有待提高的的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种修复剂，包括以下原料：活性炭、沸石、泥灰土、废液、生物菌、2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮。
进一步地，所述的修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭92-110份、沸石8-15份、泥灰土12-23份、废液32-36份、生物菌0.1-1.2份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.3-0.8份、月桂醇硫酸钠0.1-0.2份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.2-0.5份。
进一步地，所述的修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭95-108份、沸石8-14份、泥灰土14-21份、废液33-35份、生物菌0.2-1份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.4-0.7份、月桂醇硫酸钠0.1-0.2份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.2-0.3份。
进一步地，所述的修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性104份、沸石12份、泥灰土18份、废液35份、生物菌0.8份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.5份、月桂醇硫酸钠0.2份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.3份。
进一步地，所述废液为葡萄酒废液。
进一步地，所述生物菌为圆褐固氮菌。
进一步地，所述修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氨水中加入活性炭，浸泡，过滤，制得预处理的活性炭；
(2)将步骤(1)制得预处理的活性炭中加入葡萄糖废液，经混合均匀，制得混合料a；
(3)将泥灰土和沸石混合均匀，制得混合料b；
(4)将步骤(2)制得的混合料a和步骤(3)制得的混合料b混合均匀，静置，制得混合料c；
(5)在步骤(4)制得的混合料c中加入2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮、圆褐固氮菌，混合均匀，制得修复剂。
进一步地，步骤(1)中所述氨水的质量浓度为32-36％。
进一步地，步骤(1)中浸泡时间为2.3-2.8h。
本发明还提供一种利用所述的修复剂修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.6-0.7kg。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用的葡萄酒废水作为修复剂成分，经预处理的活性炭混合后，有效消除了葡萄酒废液作为工业废料带来的酸度过高等不利影响，环保经济。
(2)本发明的2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮在制备修复剂中起到了协同作用，显著提高了镉、铬的去除率，去除率均在96％以上，具有良好的修复重金属污染土壤效果。
(3)采用本发明的修复剂进行修复重金属污染土壤，镉、铬的去除率显著高于现有技术镉、铬的去除率，说明采用本发明的修复剂进行修复重金属污染土壤的效果比采用现有技术进行修复重金属污染土壤的效果好。
(4)本发明可显著修复土壤中重金属污染，不产生二次污染，操作流程简单、修复周期短、见效快、修复成本低，可大力推广应用。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭92-110份、沸石8-15份、泥灰土12-23份、葡萄酒废液32-36份、圆褐固氮菌0.1-1.2份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.3-0.8份、月桂醇硫酸钠0.1-0.2份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.2-0.5份；
所述修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在质量浓度为32-36％的氨水中加入活性炭，浸泡2.3-2.8h，过滤，制得预处理的活性炭；
(2)将步骤(1)制得预处理的活性炭中加入葡萄糖废液，经混合均匀，制得混合料a；
(3)将泥灰土和沸石混合均匀，制得混合料b；
(4)将步骤(2)制得的混合料a和步骤(3)制得的混合料b混合均匀，静置，制得混合料c；
(5)在步骤(4)制得的混合料c中加入2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮、圆褐固氮菌，混合均匀，制得修复剂。
用上述修复剂修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.6-0.7kg。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭95份、沸石8份、泥灰土14份、葡萄酒废液32份、圆褐固氮菌0.2份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.3份、月桂醇硫酸钠0.1份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.2份；
所述修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在质量浓度为33％的氨水中加入活性炭，浸泡2.8h，过滤，制得预处理的活性炭；
(2)将步骤(1)制得预处理的活性炭中加入葡萄糖废液，经混合均匀，制得混合料a；
(3)将泥灰土和沸石混合均匀，制得混合料b；
(4)将步骤(2)制得的混合料a和步骤(3)制得的混合料b混合均匀，静置，制得混合料c；
(5)在步骤(4)制得的混合料c中加入2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮、圆褐固氮菌，混合均匀，制得修复剂。
用上述修复剂修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.7kg。
实施例2
一种修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性104份、沸石12份、泥灰土18份、葡萄酒废液35份、圆褐固氮菌0.8份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.5份、月桂醇硫酸钠0.2份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.3份；
所述修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在质量浓度为35％的氨水中加入活性炭，浸泡2.6h，过滤，制得预处理的活性炭；
(2)将步骤(1)制得预处理的活性炭中加入葡萄糖废液，经混合均匀，制得混合料a；
(3)将泥灰土和沸石混合均匀，制得混合料b；
(4)将步骤(2)制得的混合料a和步骤(3)制得的混合料b混合均匀，静置，制得混合料c；
(5)在步骤(4)制得的混合料c中加入2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮、圆褐固氮菌，混合均匀，制得修复剂。用上述修复剂修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.6kg。
实施例3
一种修复剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭108份、沸石14份、泥灰土21份、葡萄酒废液36份、圆褐固氮菌1份、2，3-二羟基对苯二甲酸0.7份、月桂醇硫酸钠0.2份、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮0.5份；
所述修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在质量浓度为36％的氨水中加入活性炭，浸泡2.3h，过滤，制得预处理的活性炭；
(2)将步骤(1)制得预处理的活性炭中加入葡萄糖废液，经混合均匀，制得混合料a；
(3)将泥灰土和沸石混合均匀，制得混合料b；
(4)将步骤(2)制得的混合料a和步骤(3)制得的混合料b混合均匀，静置，制得混合料c；
(5)在步骤(4)制得的混合料c中加入2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮、圆褐固氮菌，混合均匀，制得修复剂。用上述修复剂修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.68kg。
对比例1
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备修复剂的原料中缺少2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮。
对比例2
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备修复剂的原料中缺少2，3-二羟基对苯二甲酸。
对比例3
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备修复剂的原料中缺少月桂醇硫酸钠。
对比例4
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备修复剂的原料中缺少4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮。
对比例5
采用中国专利申请文献″重金属污染土壤修复剂及土壤修复方法″(公开号：CN111171837A)的实施例1-5方法制备修复剂。
采用实施例1-3和对比例1-5的修复剂进行修复重金属污染土壤，修复修复重金属污染土壤、环境基本一致，检测修复前镉、铬的浓度(ppb)，修复20天后，检测修复后镉、铬的浓度(ppb)，计算镉、铬去除率，结果见下表：
实验项目 镉去除率(％) 铬去除率(％)
实施例1 96.1 97.4
实施例2 97.5 98.2
实施例3 96.7 96.9
对比例1 88.7 89.3
对比例2 95.2 95.7
对比例3 95.8 96.4
对比例4 94.6 95.3
对比例5 87.5-90.6 88.9-89.8
(1)由实施例1-4的数据可见，实施例2为最优实施例，镉、铬的去除率综合效果最好。
(2)由实施例2和对比例1-4的数据可见，2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮在制备修复剂中起到了协同作用，显著提高了镉、铬的去除率，这是：
2，3-二羟基对苯二甲酸具有良好的螯合作用，能与镉、铬金属离子形成螯合物，降低土壤的重金属污染，月桂醇硫酸钠中的活性基团可与2，3-二羟基对苯二甲酸中的活性基团结合，从而使2，3-二羟基对苯二甲酸具有更强的吸附作用，显著增强了2，3-二羟基对苯二甲酸与镉、铬的螯合作用，更进一步降低了土壤的重金属污染；4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮可与镉、铬金属离子形成络合物，形成溶解度更高的化合物，降低土壤的重金属污染；当2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮同时使用的情况下，月桂醇硫酸钠将4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮渗透在重金属污染的土壤中，促进4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮与镉、铬之间发生络合反应；月桂醇硫酸钠中的活性基团可与2，3-二羟基对苯二甲酸中的活性基团结合，进一步促进2，3-二羟基对苯二甲酸将土壤中镉、铬金属离子吸附过来发生螯合反应，在2，3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4，5-二苯基-1，3-二氧戊环烯-2-酮协同作用下，显著提高了镉、铬的去除率。
(3)由实施例1-3和对比例5的数据可见，采用本发明的修复剂进行修复重金属污染土壤，镉、铬的去除率显著高于现有技术镉、铬的去除率，说明采用本发明的修复剂进行修复重金属污染土壤的效果比采用现有技术进行修复重金属污染土壤的效果好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种修复剂，其特征在于，包括以下原料：活性炭、沸石、泥灰土、废液、生物菌、2,3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4,5-二苯基-1,3-二氧戊环烯-2-酮。
2.根据权利要求1所述的修复剂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭92-110份、沸石8-15份、泥灰土12-23份、废液32-36份、生物菌0.1-1.2份、2,3-二羟基对苯二甲酸0.3-0.8份、月桂醇硫酸钠0.1-0.2份、4,5-二苯基-1,3-二氧戊环烯-2-酮0.2-0.5份。
3.根据权利要求2所述的修复剂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭95-108份、沸石8-14份、泥灰土14-21份、废液33-35份、生物菌0.2-1份、2,3-二羟基对苯二甲酸0.4-0.7份、月桂醇硫酸钠0.1-0.2份、4,5-二苯基-1,3-二氧戊环烯-2-酮0.2-0.3份。
4.根据权利要求3所述的修复剂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：活性104份、沸石12份、泥灰土18份、废液35份、生物菌0.8份、2,3-二羟基对苯二甲酸0.5份、月桂醇硫酸钠0.2份、4,5-二苯基-1,3-二氧戊环烯-2-酮0.3份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的修复剂，其特征在于，所述废液为葡萄酒废液。
6.根据权利要求1-4任一项所述的修复剂，其特征在于，所述生物菌为圆褐固氮菌。
7.根据权利要求1-4任一项所述的修复剂，其特征在于，所述修复剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氨水中加入活性炭，浸泡，过滤，制得预处理的活性炭；
（2）将步骤（1）制得预处理的活性炭中加入葡萄糖废液，经混合均匀，制得混合料a；
（3）将泥灰土和沸石混合均匀，制得混合料b；
（4）将步骤（2）制得的混合料a和步骤（3）制得的混合料b混合均匀，静置，制得混合料c；
（5）在步骤（4）制得的混合料c中加入2,3-二羟基对苯二甲酸、月桂醇硫酸钠、4,5-二苯基-1,3-二氧戊环烯-2-酮、圆褐固氮菌，混合均匀，制得修复剂。
8.根据权利要求7所述的修复剂，其特征在于，步骤（1）中所述氨水的质量浓度为32-36％。
9.根据权利要求7所述的修复剂，其特征在于，步骤（1）中浸泡时间为2.3-2.8h。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的修复剂修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
翻整重金属污染的土壤，然后在每亩的该土壤中均匀添加上述修复剂0.6-0.7kg。
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