[发明专利]修复受重金属污染的农田土壤的方法

说明书

本发明涉及修复受重金属污染的农田土壤的方法，使重金属稳定和固定于农田土壤的方法，所述方法包括以下步骤：向所述土壤添加至少一种水溶性聚合的二硫代氨基甲酸盐，所述水溶性聚合的二硫代氨基甲酸盐具有包含在2000和200,000g/mol之间的分子量Mw。

本发明涉及二硫代氨基甲酸盐聚合物用于修复受有毒重金属离子污染的农田土壤的应用。

用螯合剂如EDTA(乙二胺四乙酸)螯合金属离子是众所周知的，并且使用EDTA来修复农田土壤正应用在实践中。然而，所得的螯合结合物是水溶性而且它们的分子量很小，因此农作物仍然能够通过它们的根部膜吸收。另外，EDTA的参用量一般是高的。

无机化学品如氧化钙是目前用于修复受重金属污染的农田土壤的另一类化学品。但是采用这种产品的问题有很多，例如：高添加用剂量，随着时间的推移农田土壤会变成碱性，和长期使用会令土壤性质的变化。

因此我们需要有效处理受污染的农田土壤的改进和改善方法，以便将其再用于农田耕作目的。

本发明的目的在于使用在链上包含二硫代氨基甲酸根官能团的水溶性的有效的聚合物螯合剂，因此重金属离子如镉和这种聚合物化学品的螯合将会很快和容易的，且所得的螯合结合物变得不溶于水和会沉淀出来。将不水溶性结合物稳定并固定在土壤结构中，和由于其水不溶性和其大分子量，农作物将不能通过根部膜吸收它。而且，所得的不水溶性络合物被固定在土壤中，也将不易被雨水或被灌溉水带走，造成地下水污染。

本发明的目的在于使重金属污染的农田土壤稳定和固定的方法，所述方法包括以下步骤：向该土壤添加至少一种水溶性二硫代氨基甲酸盐聚合物，所述水溶性二硫代氨基甲酸盐聚合物具有包含在2000和200,000g/mol之间的分子量(Mw)。理解的是，本发明所述的二硫代氨基甲酸盐聚合物与土壤的重金属污染物螯合。有利地，在土壤中形成的重金属聚合的二硫代氨基甲酸盐络合物是水不溶性的，且固定在土壤地层中。

农田土壤可以被一种或多种重金属污染。特别地，重金属包括Pb、Hg、Cu、Cd、Ag、Ni、Co、Ga和Cr等。重金属通常在农田土壤中是重金属离子的形式。

水溶性的二硫代氨基甲酸盐聚合物的分子量(Mw)优选包含在4,000和150,000g/mol之间，甚至更优选在10,000和100,000g/mol之间。重量均分子量通过高压液体色谱(HPLC)测量。

水溶性的二硫代氨基甲酸盐聚合物优选为聚乙烯亚胺二硫代氨基甲酸盐。

根据本发明的方法优选利用两种水溶性的二硫代氨基甲酸盐聚合物实施，一种具有包含在2,000和50,000g/mol之间的分子量(Mw)，另一种具有包含在70,000和200,000g/mol之间的分子量(Mw)。

有效的是，这种聚合物和重金属离子螯合化学反应是不会逆回的和不可生物降解的，且固定在土壤地层中。因此只要农田土壤不再被外部来源再次污染，就不需要进行进一步的处理。

在一个优选的实施方案中，该方法不必要从土壤中去分离重金属和聚合的二硫代氨基甲酸盐之间形成的结合物的步骤。有利地，该结螯合物是水不溶形式留在土壤中。由于它的结合分子量很大，它被固定在农田土壤中，所以不会顺着土壤和水向下走，地下水因此不被污染。

水溶性的二硫代氨基甲酸盐聚合物的添参剂用量优选加入农田土壤，是土壤中重金属浓度的至少1.5倍，更优选至少2倍。

应用这种类型的螯合剂(二硫代氨基甲酸盐聚合物)在农田土壤也是非常容易简单的，由于其水溶性，它可以通过灌溉系统而完成。在灌溉过程中，加进灌溉水所述的二硫代氨基甲酸盐聚合物螯合剂。因此可以与在农田土壤中的重金属、优选重金属离子快速反应，这是因为重金属、优选重金属离子也是水溶性的。

本发明的方法允许再使用经处理的农田土壤用于农业耕作目的，农作物生长不会进一步受污染，这是由于在重金属和二硫代氨基甲酸盐聚合物之间形成的螯合物，不水溶性和其高分子量，因此不会进入农作物根部膜的事实。