[发明专利]三羟甲基丙烷芯二硫代羧酸功能化星形超支化聚合物、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别属于土壤污染治理技术领域，具体涉及一种三羟甲基丙烷芯二硫代羧酸功能化星形超支化聚合物及其制备和对重金属污染土壤的原位固定修复。

背景技术

土壤作为自然环境的主要组成部分, 不仅为人类提供生存所需的各种营养物质, 是人类赖以生存的重要自然资源，而且还接受来自人类生产和生活的废水、废物、农药化肥和大气降尘等的污染，其中土壤重金属污染是指由于人类活动将As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb及Zn等生物毒性重金属引入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于原始含量，并造成生态环境恶化的现象。

随着我国工业生产规模的不断扩大和城市化的快速发展，土壤正遭受不同程度的重金属污染。环境保护部与国土资源部于2014年4月17日 首次发布的《全国土壤污染调查公报》，表明实际调查的630 万平方公里的土地（国土面积的65.6%，覆盖了我国全部耕地及部分林地、草地、建设用地），污染超标率为 16.1%，其中重金属超标占超标点位的82.8%；而农田耕地超标率为19.4%，主要为镉、镍、铜、砷、汞、铅等污染物，近五分之一的耕地面积遭受重金属污染。而我国每年因土壤重金属污染导致粮食减少1000 万吨，重金属超标粮食达1200万吨。

重金属污染土壤修复可以分为物理修复、植物修复、化学修复。

物理修复是指通过各种物理手段，将重金属从土壤中去除或分离的技术，主要包括工程措施（翻土、换土及客土），热处理、玻璃化和电动修复等。由于它涉及挖土和运土，因而处理成本高、很难治理深度污染特别是污染物渗入至饱和层土壤及地下水的场合、破坏原土壤结构及生态环境等。

植物提取修复是利用富集或超富集植物将土壤中的重金属富集，通过收获植株、集中处理，使重金属脱离土壤，达到去除污染土壤中重金属的目的。植物修复虽然是目前最有前景的原生态土壤治理技术，但也有明显的缺点：超富集植物往往生长缓慢，修复周期长，往往3~5年的时间；只能积累某一种或几种特定的金属重金属，而土壤污染大多是重金属的复合污染；富含重金属的土壤影响超积累植物本身的生长，导致植株矮小、生物量低、生长缓慢、生长周期长等问题，因而修复效率和速率降低；超富集植物需收割并作为废弃物妥善处置，否则将对生物多样性存在一定的威胁。

化学修复包括化学淋洗修复和原位化学固定修复。

化学淋洗法是指采用淋洗液（如表面活性剂、有机酸及其盐、螯合剂等）对土壤进行淋洗，使重金属从土壤中转移到废水，再通过对废水进行回收处理，从而实现土壤的修复。但淋洗法不仅成本较高，而且在去除重金属的同时，既造成养分的流失，又将淋洗剂带入土壤，成为新的污染源，造成土壤结构破坏及地下水污染，环境风险大。

原位化学固定修复是在土壤中加入化学试剂或化学材料，通过吸附、沉淀、络合、离子交换、氧化还原等反应，使重金属转变为低溶解度、低溶出的不溶性物质，降低其在土壤中的迁移性和被植物所吸收的可能性，因此这些化学物质也常常被称为钝化剂。重金属通过钝化剂的作用，从而以稳定的方式固定于土壤中，达到治理和修复污染土壤的目的。

采用钝化剂原位修复土壤，与其他修复措施相比，经济、方便、不改变土壤固有的理化性状，被认为是一种作为降低重金属环境健康风险的潜在替代技术，并已成为当前土壤修复的首选技术。

目前常用的钝化剂主要是无机钝化剂及有机钝化剂。无机钝化剂主要包括矿物质类（包括海泡石、膨润土、蒙脱土、沸石粉、凹凸棒、硅藻土、金属如铝锰铁的氧化物矿石）、磷酸盐类（磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢钠盐）、碱性物质类（氧化钙、氢氧化钙、碳酸盐、碳酸氢盐等），硫化物类（多硫化物、硫化氢盐、硫化物等）、生物炭类（秸秆炭粉、稻壳炭粉、笋壳炭粉等）。有机钝化剂包括腐殖酸、有机肥、螯合剂。