[发明专利]一种重金属土壤修复剂

说明书

本发明涉及一种重金属污染土壤修复剂，所述修复剂含有改性蒙脱土，改性蒙脱土采用天然蒙脱土，经无机盐与有机物改性后，与其他组分复合，得到本发明的土壤修复剂。本发明的土壤修复剂具有原料易得、成本低廉、吸附重金属效果良好的特点，特别适用于经工业污水浸渍后土壤的修复，对土壤中铬、铜、锌、镉、铅等常见重金属离子均有良好的吸附去除效果。本发明的土壤修复剂，制备方法简单，可重复性高，适于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种重金属土壤修复剂，具体涉及改性蒙脱土的制备以及土壤修复剂的制备。

背景技术

随着社会的进步和现代化工农业的发展，人类对自然环境的影响愈来愈深远。从农业的化肥，农药，转基因生物，到工业的“三废”，以及日常生活中的污水、垃圾，再到国防、宇航业的太空垃圾，它们无不影响着大自然，导致了各种环境问题，这其中比较突出的是重金属污染问题。土壤的重金属污染是指由于人类的活动而引入土壤中重金属，使得土壤中重金属含量远远高于土壤中重金属的背景值，最终导致土壤系统的破坏和生态环境的恶化。这里的重金属主要是指Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Cr、Hg及准金属As、Se。进入土壤的重金属在日后的走向主要有以下几个方面：吸附在土壤中；被植物或其他生物吸收；进入水体；因挥发进入大气等。这些进入生态系统的重金属，不仅影响着植物的生长，而且也影响着大气与水资源，直接危害着人类的生存。近年来，我国土壤重金属污染加剧，血铅超标、尿镉超标等层出不穷，江森“铅污染”事件，广西柳江上游龙江河段镉污染，“毒胶囊”事件中铜键铬模具的污染，“洋巧克力”的铜污染等事件不胜枚举。这些，都显示着我国土壤重金属污染已进入一个集中多发期并且由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可逆性等特点，因此，对土壤重金属污染行为和修复的研究具有十分重要的环境现实意义。

近年来，我国在重金属污染土壤防治和污水净化方面虽然取得了积极进展，但我国的农田重金属污染形势依然十分严峻，长期积累的农田污染土壤修复尚未解决，而新的污染问题还在不断出现，这也导致了当前我国与环境污染有关的重大环境问题频繁发生，土壤和饮用水重金属污染已严重威胁居民的健康，造成了恶劣社会影响。为了降低植物对重金属的吸收、累积，人们使用了不同的重金属污染土壤改良剂、絮凝剂等进行污染土壤和水的原位修复，常见的包括石灰、各种磷酸盐类化合物、生物有机肥及工业副产品(如赤泥、针铁矿等)，上述不同的修复剂对降低植物对重金属的吸收、转化都起到了一定的作用。上述不同的修复剂主要通过促进土壤中金属离子的吸附、沉淀反应，直接或间接改变污染土壤中重金属离子的生物有效性从而达到降低植物吸收的目的。

现有技术中，人们使用的诸多治理修复技术大致可概括为三类：(1)采用物理、 化学或生物的方法将重金属污染物从污染土壤中直接去除。该法可直接降低土壤中重金属总量，无疑是最为理想的，但其成本也高；(2)隔离法，其利用各种防渗材料将污染土壤与未污染土壤或水体分开，以减少或阻止污染物扩散造成二次污染。该方法对防渗材料要求较为严格，工程技术要求也高；(3)土壤原位固定化修复法，即向被污染土壤中施用各类固定化试剂，通过对重金属的吸附、沉淀(共沉淀)及络合等作用将重金属固定在土壤中，降低其在环境中的迁移性 和生物可利用性，从而降低重金属污染的环境风险。 相比于前述两种修复方法，原位化学固定技术投入较低、操作简便、环境友好，对大面积中、低浓度重金属污染土壤修复有明显的优势。

具体而言，原位化学固定技术主要目标是降低土壤中重金属的生物有效性，而重金属的生物有效性与其在土壤中的形态相关，原位化学固定化修复技术关键在于选择合适的固定剂。我们一方面要求试剂本身不含重金属或者重金属含量很低，施用到土壤中之后不会带来二次 污染；另一方面是高性价比，即固定剂的施用成本合理并且具有较高与重金属的结合力，固定效果显著且产物稳定。目前常用的固定剂主要有：石灰、粉煤灰等碱性材料；磷灰石、羟基磷灰石、磷酸二氢钙等磷酸盐类物质；天然的以及人工合成的沸石、膨润土、海泡石等黏土矿物质类材料；金属氧化物类材料；生物污泥、秸秆、农家肥、生物炭等有机类材料以及复合类固定剂。