[发明专利]土壤重金属钝化修复剂氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物及制备方法

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，具体涉及一种土壤重金属钝化修复剂氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物及制备方法。

背景技术

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。土壤重金属污染，主要来源于人类的各种活动，如矿山开采、冶炼、电镀、制革、金属加工等。

我国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》，表明所调查的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。

由于重金属的不可降解性，无法像有机污染物那样可经历微生物或化学降解过程进行修复，因此土壤重金属污染具有累积性和相对稳定性, 使得重金属污染土壤的修复相对困难。

一般来说，土壤重金属修复方法可归纳为物理修复、生物修复、化学修复。

物理修复主要包括农业工程措施（换土及客土），热处理、玻璃化和电动修复等。农业工程措施适用于小面积污染土壤，由于涉及挖土和运土，耗费大量的人力、物力及财力，并且置换出来的土壤也须进行治理，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。热处理法能耗大，操作费用高，且只适用于易挥发的污染物。玻璃化法成本较高，玻璃化后的土壤还要填埋，占地，浪费资源。电动法只适用于沙质土壤，且成本较高。

生物修复法是利用生物（微生物、植物和动物）的新陈代谢作用吸收去除土壤中的重金属或使重金属形态转化，降低毒性，净化土壤。微生物修复是一种新兴的土壤修复手段, 因其费用高、选种难等特点还处在研究阶段。能够用于动物修复的低等动物有限，且动物吸收重金属后可能再次释放到土壤中，造成二次污染。植物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。

采用钝化剂原位固定修复土壤，与其他修复措施相比，具有适用范围广、处理容量大、见效快、经济、方便、不改变土壤固有的理化性状的优点，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，故具有较好的应用前景。

现有的传统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（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等）、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。