[发明专利]一种铬污染土壤修复剂的制备方法

说明书

本发明利用生物炭作为载体吸附硫代硫酸铵与磷酸铵混合溶液，制备一种铬污染土壤修复剂，实通过缓释硫代硫酸铵达到还原Cr(VI)为Cr(III)、降低其毒性、保持修复稳定性，同时提高土壤肥力，实现了重金属污染土壤经济、快速修复。对我国农业可持续发展提供了一个新的途径和技术方法。

技术领域

本发明属于，涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种利用氧化还原技术钝化修复土壤中六价铬的方法。

背景技术

我国是世界铬盐生产大国，年产量已超过16万吨，然而在其生产过程中产生大量含铬废渣。全国每年新排放铬渣约60万吨，历年累积堆存铬渣近400万吨。铬渣中含有0.3-1.5％可溶性Cr(VI)，经降雨和地表水的冲刷，Cr(VI)进入周围土壤和地下水，对环境造成严重污染，目前我国受Cr(VI)严重污染的土壤达1250多万吨。铬渣堆场已经列为我国土壤污染重点治理对象。我们国家目前急需修复铬渣污染土壤的关键技术。

铬污染的治理途径主要有两种：一是改变铬在土壤中的存在形态，将六价铬还原为三价铬，降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性；二是将铬从污染土壤中清除。化学还原法(Reduction)是一种原位修复方法。其原理是利用铁屑、硫酸亚铁、硫化物或其他一些容易得到的化学还原剂(也可以辅以一定的粘合剂)将六价铬还原为三价铬，形成难溶的化合物，从而降低铬在环境中的迁移性和生物可利用性，从而减轻铬污染的危害；化学还原法以其见效快、成本低、操作简便受到广泛重视。

尽管在一定土壤pH范围内，向土壤中添加还原剂还原Cr(VI)在热力学上是可行的，但当Cr(VI)还原为Cr(III)的过程中，伴随土壤pH和Eh的变化，土壤中化学组成发生变化，如增加了SO42-、氧化态有机合物及三价铁氧化物；而且在特定条件下，Cr(III)又可被土壤中锰的氧化物重新氧化成Cr(VI)。

本发明利用生物炭作为载体吸附硫代硫酸铵与磷酸铵混合溶液，制备一种铬污染土壤修复剂，有望实现通过缓释硫代硫酸铵达到还原Cr(VI)为Cr(III)、降低其毒性、保持修复稳定性，同时提高土壤肥力，实现重金属污染土壤经济、快速修复。对我国农业可持续发展提供了一个新的途径和技术方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种铬污染土壤修复剂的制备及使用方法，目的在于提供一种成本低廉、操作简便、易于推广、效果稳定的Cr(VI)污染土壤修复方法，通过调整硫代硫酸铵与磷酸铵比例配制混合溶液，再利用生物炭负载技术充分吸附溶质制备修复剂，达到缓释硫代硫酸铵长效修复铬污染土壤的目的，配合一定比例的初始生物炭又可以改良土壤性质，适用于我国现阶段大面积受重金属污染的土壤。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

铬污染土壤修复剂的制备方法：

a、选用牛粪作为原料制备生物炭，将原料风干后置于密闭金属容器中形成缺氧环境，在马弗炉中400-500℃恒温加热2-3小时，自然冷却后研磨过20目筛，干燥保存备用；

b、将步骤a制备的生物炭填充于有机玻璃柱中，用10倍体积的去离子水冲洗，将冲洗后的生物炭150℃干燥至恒重；

c、配制硫代硫酸铵与磷酸铵的混合溶液，硫代硫酸铵与磷酸铵的质量比为10～13∶1，硫代硫酸铵添加量为30g/L；

d、将步骤b处理得到的生物炭加入到步骤c中的溶液中，固液质量比为1∶5～8，以50r/min转速充分搅拌10h，静置3h后过滤获得残渣；

e、将获得的残渣80℃干燥至恒重，与步骤a制备的生物炭按照质量比3～6∶1搅拌均匀，制备获得修复剂。

步骤a中，优选工艺为：在马弗炉中450℃恒温加热2小时。

步骤c中，优选工艺为：硫代硫酸铵与磷酸铵的质量比为10∶1。