CN112779018A - 一种土壤污染修复试剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺40～50份、改性硅藻土20～30份、生石灰14～18份、腐殖酸钠4～8份、乙基二硫代碳酸钾3～6份、乙二胺四乙酸二钠4～8份、保水剂0.26～0.48份。本发明提出的土壤污染修复试剂，并操作简单、携带便捷，对重金属的处理效果好，在处理重金属的同时可以提高土壤有机质以及提高土壤对养分的吸收能力，避免土壤出现板结的现象，而且能够保证土壤中水分的含量，保证农作物的正常生长，对矿产周边的土壤修复效果好，修复周期短，而且修复试剂的制备过程简单。

Description

一种土壤污染修复试剂
技术领域
本发明涉及矿山土壤修复材料技术领域，尤其涉及一种土壤污染修复试剂。
背景技术
矿产资源是自然界赋予人类的宝贵财富，是社会发展和人类赖以生存的物质基础，人类早期社会就是以矿产制品命名，如石器时代、青铜器时代、铁器时代等，这充分证明矿产对人类社会发展的巨大影响。随着社会进步，人类使用矿产的种类和数量剧增。但矿产资源的开采给周围土壤造成了严重的污染，其中最为严重的即为重金属污染。重金属污染使土壤质量大幅度降低、生态系统严重退化，而且土壤重金属的污染还会影响矿区周边农作物的生长，以及人们的生产、生活。由于矿产开发的面积较大，土壤污染已成为亟需解决的问题之一。传统的土壤修复主要的方法有工程物理化学法、农业化学调控法、生物修复发，但传统的土壤修复方法往往操作比较复杂、成本较高，且容易遗留二次污染的缺点。随着传统土壤修复方法的弊端越来越明显，越来越多的研究者开始研发土壤修复剂。目前市面上使用的土壤修复剂具有易操作、使用便捷等优点，但对土壤的修复效果还有待提高，且修复周期长。基于现有技术中存在的不足，本发明提出一种土壤污染修复试剂。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统土壤污染处理的方法操作复杂、成本高、易遗留二次污染，以及现有土壤修复剂的修复效果不理想、修复周期长的问题，而提出的一种土壤污染修复试剂。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺40～50份、改性硅藻土20～30份、生石灰14～18份、腐殖酸钠4～8份、乙基二硫代碳酸钾3～6份、乙二胺四乙酸二钠4～8份、保水剂0.26～0.48份。
在一些具体实施方式中，所述土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺45份、改性硅藻土25份、生石灰16份、腐殖酸钠6份、乙基二硫代碳酸钾4份、乙二胺四乙酸二钠6份、保水剂0.32份。
在一些具体实施方式中，所述改性硅藻土由以下方法制得：按照质量比为20～26：1：3～6：0.2～0.7分别称取硅藻土、环糊精、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉，将称取的所述硅藻土、所述环氧亚麻籽油和所述邻菲罗啉混合，并加入硅藻土质量3～6倍的乙醇，于60℃混合搅拌20～30min，降至室温，加入所述比重的环糊精，继续搅拌30min，再减压浓缩，真空干燥，冷却至室温，得改性硅藻土。
在一些具体实施方式中，所述真空干燥的温度为50～55℃，真空干燥的时间为1～2h。
在一些具体实施方式中，所述保水剂为羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的复配物。
在一些具体实施方式中，所述羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的质量比为12～15：4，且复配方法为：将羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾置于研磨机中，于40～50℃研磨处理30～50min，自然冷却至室温，即得保水剂。
在一些具体实施方式中，所述土壤污染修复试剂由以下方法制得：按照重量份计称取聚丙烯酰胺40～50份、改性硅藻土20～30份、生石灰14～18份、腐殖酸钠4～8份、乙基二硫代碳酸钾3～6份、乙二胺四乙酸二钠4～8份、保水剂0.26～0.48份；将称取的所述聚丙烯酰胺、所述改性硅藻土和所述乙基二硫代碳酸钾研磨20～30min，再将称取的所述腐殖酸钠、所述乙二胺四乙酸二钠、所述生石灰和保水剂混合，即得土壤污染修复试剂。
本发明提供的土壤污染修复试剂，与现有技术相比优点在于：
1、本发明提出的土壤污染修复试剂，配方合理，以常规的聚丙烯酰胺和生石灰为主要原料，以赋予土壤污染修复试剂一定的污染处理功效，并通过在配方中添加合理比例的腐殖酸钠、乙基二硫代碳酸钾、乙二胺四乙酸二钠和改性硅藻土，来显著提高土壤污染修复试剂对重金属的处理效果，并能够在处理重金属的同时提高土壤有机质以及提高土壤对养分的吸收能力，避免土壤出现板结的现象，再配合由羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾复配而成的保水剂，以保证土壤中水分的含量，保证农作物的正常生长。
2、本发明提出的修复试剂，操作简单，携带便捷，对矿产周边的土壤修复效果好，修复周期短，而且修复试剂的制备过程简单。
3、本发明使用的改性硅藻土，利用合理比例的环糊精、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉对硅藻土进行改性，以使得改性硅藻土能够辅助聚丙烯酰胺显著提高修复试剂对重金属的防治效果，且能大幅度降低聚丙烯酰胺的使用量。
下面通过参考具体实施方式进一步详细阐述本发明，但这些阐述仅仅是为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明，并不对本发明做任何形式的限制。除非另有说明，否则本文所用的所有科学和技术术语具有本发明所属和相关技术领域的一般技术人员通常理解的含义。在本发明不同的实施方式中描述的技术特征，或在本文中的不同部分描述的技术特征，包括但不限于数值等特征，均可以进行自由组合而形成新的技术特征和技术方案，这些组合均没有超出本文原始记载的范围。
具体实施方式
下面将结合具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不以任何方式限制本发明的范围。本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。本领域技术人员在阅读了本公开内容之后，可在不脱离本发明精神和范围的情况下对本发明做出多种改动和变化，这些改动和变化都应认为是本发明实施方式的等同形式而落在本发明的范围内。如无特别说明，实施例中使用的材料或仪器均通过商业途径购得，使用的实验程序均可通过本领域标准实验程序完成。
实施例1
本发明提出的一种土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺40份、改性硅藻土20份、生石灰18份、腐殖酸钠4份、乙基二硫代碳酸钾6份、乙二胺四乙酸二钠8份、保水剂0.48份；
其中，改性硅藻土由以下方法制得：按照质量比为20：1：3：0.2分别称取硅藻土、环糊精、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉，将所述比重的硅藻土、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉混合，并加入硅藻土质量6倍的乙醇，于60℃混合搅拌20min，降至室温，加入所述比重的环糊精，继续搅拌30min，再减压浓缩，于50℃真空干燥2h，冷却至室温，得改性硅藻土；
其中，保水剂为羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的复配物；所述羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的质量比为12：4，且复配方法为：将羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾置于研磨机中，于50℃研磨处理30min，自然冷却至室温，即得保水剂；
其中，土壤污染修复试剂由以下方法制得：按照重量份计称取聚丙烯酰胺40份、改性硅藻土20份、生石灰18份、腐殖酸钠4份、乙基二硫代碳酸钾6份、乙二胺四乙酸二钠8份、保水剂0.48份；将所述比重的聚丙烯酰胺、改性硅藻土和乙基二硫代碳酸钾研磨30min，再将所述比重的腐殖酸钠、乙二胺四乙酸二钠、生石灰和保水剂混合，即得土壤污染修复试剂。
实施例2
本发明提出的一种土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺45份、改性硅藻土25份、生石灰16份、腐殖酸钠6份、乙基二硫代碳酸钾4份、乙二胺四乙酸二钠6份、保水剂0.32份；
其中，改性硅藻土由以下方法制得：按照质量比为23：1：4：0.5分别称取硅藻土、环糊精、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉，将所述比重的硅藻土、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉混合，并加入硅藻土质量5倍的乙醇，于60℃混合搅拌25min，降至室温，加入所述比重的环糊精，继续搅拌30min，再减压浓缩，于55℃真空干燥1.5h，冷却至室温，得改性硅藻土；
其中，保水剂为羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的复配物；所述羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的质量比为13：4，且复配方法为：将羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾置于研磨机中，于45℃研磨处理40min，自然冷却至室温，即得保水剂；
其中，土壤污染修复试剂由以下方法制得：按照重量份计称取聚丙烯酰胺45份、改性硅藻土25份、生石灰16份、腐殖酸钠6份、乙基二硫代碳酸钾4份、乙二胺四乙酸二钠6份、保水剂0.32份；将所述比重的聚丙烯酰胺、改性硅藻土和乙基二硫代碳酸钾研磨20min，再将所述比重的腐殖酸钠、乙二胺四乙酸二钠、生石灰和保水剂混合，即得土壤污染修复试剂。
实施例3
本发明提出的一种土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺50份、改性硅藻土30份、生石灰14份、腐殖酸钠8份、乙基二硫代碳酸钾3份、乙二胺四乙酸二钠4份、保水剂0.26份；
其中，改性硅藻土由以下方法制得：按照质量比为26：1：6：0.7分别称取硅藻土、环糊精、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉，将所述比重的硅藻土、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉混合，并加入硅藻土质量3倍的乙醇，于60℃混合搅拌30min，降至室温，加入所述比重的环糊精，继续搅拌30min，再减压浓缩，于55℃真空干燥1h，冷却至室温，得改性硅藻土；
其中，保水剂为羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的复配物；所述羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的质量比为15：4，且复配方法为：将羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾置于研磨机中，于40℃研磨处理50min，自然冷却至室温，即得保水剂；
其中，土壤污染修复试剂由以下方法制得：按照重量份计称取聚丙烯酰胺50份、改性硅藻土30份、生石灰14份、腐殖酸钠8份、乙基二硫代碳酸钾3份、乙二胺四乙酸二钠4份、保水剂0.26份；将所述比重的聚丙烯酰胺、改性硅藻土和乙基二硫代碳酸钾研磨20min，再将所述比重的腐殖酸钠、乙二胺四乙酸二钠、生石灰和保水剂混合，即得土壤污染修复试剂。
对比例1
本发明提出的一种土壤污染修复试剂，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺40份、改性硅藻土20份、生石灰18份、腐殖酸钠4份、乙基二硫代碳酸钾6份、乙二胺四乙酸二钠8份、保水剂0.48份；
其中，改性硅藻土由以下方法制得：按照质量比为20：1分别称取硅藻土、环糊精，向所述比重的硅藻土中加入硅藻土质量6倍的乙醇，于60℃混合搅拌20min，降至室温，加入所述比重的环糊精，继续搅拌30min，再减压浓缩，于50℃真空干燥2h，冷却至室温，得改性硅藻土；
其中，保水剂为羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的复配物；所述羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的质量比为12：4，且复配方法为：将羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾置于研磨机中，于50℃研磨处理30min，自然冷却至室温，即得保水剂；
其中，土壤污染修复试剂由以下方法制得：按照重量份计称取聚丙烯酰胺40份、改性硅藻土20份、生石灰18份、腐殖酸钠4份、乙基二硫代碳酸钾6份、乙二胺四乙酸二钠8份、保水剂0.48份；将所述比重的聚丙烯酰胺、改性硅藻土和乙基二硫代碳酸钾研磨30min，再将所述比重的腐殖酸钠、乙二胺四乙酸二钠、生石灰和保水剂混合，即得土壤污染修复试剂。
对西北某矿产污染土壤进行修复，修复前经检测土壤中Pb含量为10.92mg/kg、Cd含量为1.64mg/kg、As含量为5.59mg/kg。使用本发明实施例1～3以及对比例1制得的土壤污染修复试剂进行修复。修复过程：将修复场地的土壤挖出放置于堆放场地，混合均匀，均分为4份，分别标记为第一组、第二组、第三组和第四组，向第一组中加入实施例1制得的修复试剂，向第二组中加入实施例2制得的修复试剂，向第三组中加入实施例3制得的修复试剂，第四组中加入对比例1制得的修复试剂。修复试剂的加入量均为土壤质量的0.4％，加入修复试剂后混合均匀，进行浇水保持土壤水分含量为15％左右，保持20天，完成修复。
对第一～四组的土壤进行检测，结果见表1。
表1
Figure BDA0002881358590000071
Figure BDA0002881358590000081
从表1可以看出，本发明实施例1～3(第一～三组)制得的土壤修复试剂在修复20天后即可达到优异的固定重金属的目的，对土壤的修复效果好。从实施例1(第一组)与对比例1(第四组)制得的土壤修复剂的修复数据的对比可以看出，修复后第四组中重金属的含量明显高于实施例1，从实施例1和对比例1的Pb、Cd和As的降低率可以看出，实施例1(第一组)的降低率明显高于对比例1(第四组)，所以环氧亚麻籽油和邻菲罗啉对硅藻土的改性可以明显提高修复试剂对重金属的防治效果。
经测试使用实施例1～3制得的土壤修复试剂修复污染的土壤，修复后的土壤均未出现板结的现象，且修复后的土壤种植小麦、马铃薯均能正常生长，且种植的农产品长势良好，饱满，产量高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种土壤污染修复试剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺40～50份、改性硅藻土20～30份、生石灰14～18份、腐殖酸钠4～8份、乙基二硫代碳酸钾3～6份、乙二胺四乙酸二钠4～8份、保水剂0.26～0.48份。
2.根据权利要求1所述的一种土壤污染修复试剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯酰胺45份、改性硅藻土25份、生石灰16份、腐殖酸钠6份、乙基二硫代碳酸钾4份、乙二胺四乙酸二钠6份、保水剂0.32份。
3.根据权利要求1所述的一种土壤污染修复试剂，其特征在于，所述改性硅藻土由以下方法制得：按照质量比为20～26：1：3～6：0.2～0.7分别称取硅藻土、环糊精、环氧亚麻籽油和邻菲罗啉，将称取的所述硅藻土、所述环氧亚麻籽油和所述邻菲罗啉混合，并加入硅藻土质量3～6倍的乙醇，于60℃混合搅拌20～30min，降至室温，加入称取的所述环糊精，继续搅拌30min，再减压浓缩，真空干燥，冷却至室温，得改性硅藻土。
4.根据权利要求3所述的一种土壤污染修复试剂，其特征在于，所述真空干燥的温度为50～55℃，真空干燥的时间为1～2h。
5.根据权利要求1或2所述的一种土壤污染修复试剂，其特征在于，所述保水剂为羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的复配物。
6.根据权利要求5所述的一种土壤污染修复试剂，其特征在于，所述羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾的质量比为12～15：4，且复配方法为：将羧甲基淀粉与聚丙烯酸钾置于研磨机中，于40～50℃研磨处理30～50min，自然冷却至室温，即得保水剂。
7.根据权利要求1所述的一种土壤污染修复试剂，其特征在于，所述土壤污染修复试剂由以下方法制得：按照重量份计称取聚丙烯酰胺40～50份、改性硅藻土20～30份、生石灰14～18份、腐殖酸钠4～8份、乙基二硫代碳酸钾3～6份、乙二胺四乙酸二钠4～8份、保水剂0.26～0.48份；将称取的所述聚丙烯酰胺、所述改性硅藻土和所述乙基二硫代碳酸钾研磨20～30min，再将称取的所述腐殖酸钠、所述乙二胺四乙酸二钠、所述生石灰和保水剂混合，即得土壤污染修复试剂。
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