[发明专利]一种利用零价纳米铁原位连续修复土壤的方法

说明书

本发明提供了一种利用零价纳米铁原位连续修复土壤的方法。采用铁盐、纤维素、氯化锂、N,N‑二甲基乙酰胺、多元醇、三氟乙酸、离子液体配制成为纺丝液，纺丝后还原为线态的零价纳米铁，将经静电纺丝制得纤维素复合丝，再与玻璃纤维进行捻制，制成菱形网孔的还原筛网，并安装在移动式细化机上，在土壤原位细化的过程中快速还原并收集重金属离子，将重金属离子从土壤中彻底分离出来，从而实现原位连续修复土壤。该方法克服了一般方法纳米零价铁难以在土壤中有效分散的问题，对重金属离子的还原效率高，可将土壤中的重金属离子还原并从土壤中彻底分离，并与土壤细化过程同步进行，可简化操作和节约能源。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及通过纳米铁修复土壤，特别是涉及一种利用零价纳米铁原位连续修复土壤的方法。

背景技术

近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。土壤污染主要有四类：化学污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。其中尤以土壤重金属污染危害大而影响深，由于重金属是不能被土壤的微生物所分解的，迁移性小，容易在土壤当中富集，当土壤中重金属含量超过它们的环境容量时，就直接作用于植物，在植物内富集，抑制植物的根系的生长，使植物叶片发黄，影响植物的光合作用，从而使植物生长缓慢，植株矮小，降低产量，甚至于绝收。对我国的农业发展造成重大影响,而且会通过食物链迁移到动物、人体中，危害人类和动物的健康。因此土壤修复技术研发和应用越来越受到世界各国重视。

目前，国内外土壤修复的方法主要有物理修复法、化学修复法和生物修复法等，根据修复方式的不同，修复技术又可以分为原位修复和异位修复。原位修复技术指对未挖掘的土壤进行治理的过程，对土壤没有太大扰动。优点是经济有效，就地对污染物进行降解和减毒，可以对深层次土壤污染进行修复；缺点是较难控制处理过程中产生的“三废”，对于许多复合污染的土壤具有修复周期长，难以达到我国城市土壤快速修复的要求，限制了其应用范围。异位修复技术是指对挖掘后的土壤进行修复的过程。异位修复技术优点是对处理过程的条件控制较好，与污染物接触较好，容易控制处理过程中产生的“三废”排放；缺点是在处理之前需要挖土和运输，会影响处理过的土壤再使用，对修复设备的要求较高，费用较高。

针对上述情况，如果配合修复材料，可以实现较好的原位修复土壤，现有技术中，纳米零价铁因其优越的吸附性能、较强的还原活性，修复土壤中污染物的研究也越来越受重视。纳米零价铁修复污染土壤的途径是利用纳米零价铁的还原性零价铁，与污染物发生反应，将高毒性、高活性的Pb²⁺、As⁵⁺、Cr⁶⁺等还原除去，降低其在土壤中的迁移性及生物可利用性，可广泛一应用于土壤污染物中的重金属、无机污染物和有机污染物。但因纳米零价铁微粒因为其具有磁性，在水溶液中更易发生团聚，从而影响其应用。纳米零价铁在氧气存在的情况下，极易氧化成二价铁或者三价铁；另外，溶解氧和其他氧化物会造成纳米零价铁表面钝化，阻止反应进一步进行，同时也造成了相当一部分纳米零价铁的损失，因而在其应用于土壤修复中需要进行更加深入的研究。

中国发明专利申请号201611200087.2公开了一种纳米零价铁/过氧化钙协同修复有机氯农药污染土壤的方法，该方法通过将有机氯农药污染土壤制成泥浆态土壤混合溶液，投加一定量的柠檬酸、纳米零价铁和过氧化钙，振荡3～24h后土壤有机氯农药的降解率可以达到85％以上。

中国发明专利申请号201510388818.X公开了一种重金属铬污染土壤修复材料的制备及应用，该方法先制备生物炭颗粒，将其加入亚铁盐制成的溶液，进行反应干燥、研磨得到负载型纳米零价铁颗粒，将所得负载型纳米零价铁颗粒投加于土壤中，混匀，加去氧水，进行修复。