[发明专利]一种土壤铬污染专性吸附纤维膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种土壤铬污染专性吸附纤维膜的制备方法，由凹凸棒土、青霉菌丝体、壳聚糖、二氯甲烷、聚乙烯腈、聚氨酯、正硅酸乙酯等原料制成，本发明将凹凸棒土进行改性处理，通过表面功能化引入含羧基的改性成分，利用乙二胺四乙酸与重金属的络合作用，提高对铬离子的吸附能力，同时结合分子印迹纳米材料，利用青霉菌丝体为铬离子吸附介质，壳聚糖为功能单体，实现铬离子的专性吸附，本发明纤维膜对铬离子吸附去除率高，修复周期更短，无二次污染，可改善土壤质量，同时本发明的方法操作简单，适用性强，成本低廉，满足了目前对土壤铬污染的修复需求。

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种土壤铬污染专性吸附纤维膜的制备方法。

背景技术

近年来，市场上金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行业中作为工业原料广泛应用，其需求量日益增加，其在工业生产过程中产生的含铬废渣对附近土壤造成严重污染。当它们进入土壤后，其中三价铬90%以上迅速被土壤吸附固定，在土壤中难以再迁移。土壤对六价铬的吸附固定能力较低，六价铬由于其氧化性和对皮肤的高渗透性，毒害很大，被确认有致癌作用，铬污染土壤的修复治理主要是针对六价铬的处理。

目前铬污染土壤修复技术和工艺不太成熟，土壤修复的主要方法有以下几种：(1)化学清洗法：铬污染土壤中的铬是被土壤颗粒表面吸附或溶解在土壤孔隙水中的铬酸盐，利用水力压头推动清洗液通过铬污染土壤而将铬从土壤中清洗出去，然后再对含铬的清洗液进行处理。清洗液可能含有某种络合剂，或者就是清水。化学清洗的总体效率既与清洗剂和污染物之间的作用有关，也与清洗剂本身的物理化学性质及土壤对污染物、化学清洗剂的吸附作用等有关。化学清洗法费用较低，操作人员不直接接触污染物，但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤，且引入的清洗剂易造成二次污染。(2) 化学还原法：利用铁屑、硫酸亚铁或其他一些容易得到的化学还原剂将六价铬还原成三价铬，形成难溶的化合物，从而降低铬在土壤中的迁移性和生物可利用性，从而减轻铬污染的危害。当六价铬主要集中在土壤颗粒表面时，直接向土壤中加入还原剂能迅速有效地起作用，但当六价铬存在于土壤颗粒内部时，则难以与还原剂接触并发生还原反应。化学还原法属于原位修复方法，该法可操作性强，处理成本较低，还原剂产生的氧化产物有可能造成二次污染且难以处理，加大后续的处理成本，其还原法需进一步的优化研究。(3) 电动修复法：在土壤中插入阴、阳电极，施加直流电，在电场作用下，铬酸盐阴离子CrO42-向阳极迁移，将阳极富集的铬酸盐溶液抽送至地面处置，利用吸附法或氧化还原法清除六价铬，净化后的水回灌，继续对土壤中的铬酸盐进行溶解、电迁移、吸附或还原，如此循环，使土壤得以修复。但其能耗大，易引起土壤肥力减弱，适用于小面积的污染。(4) 生物修复法：通过植物和微生物来治理铬污染土壤。植物修复技术是利用其吸收铬污染土壤中的铬，将铬移至植株中，然后收割植株将铬带离土壤，植物修复适用于大面积处理，处理成本低，但处理周期很长，适用于浅层修复。微生物修复是通过两种作用固化铬，以降低铬污染土壤造成的危害，一是通过微生物自身的新陈代谢过程，将铬固化在微生物自身体内，再通过对微生物的筛选剥离以达到去除铬的目的；二是通过生物还原反应，将六价铬还原成三价铬，或将铬的其他有毒形态转化为相对无毒的形态，微生物法依赖寻找耐酸碱性强，还原性强的微生物菌株，该法投资小、运行费用低、无二次污染，但处理铬渣量小，效率较低。(5) 固化稳定法：将铬污染土壤与某种粘合剂混合，通过水泥、硅土等粘合剂固定其中的铬，使铬不再向周围环境迁移。该法需要挖掘土壤，成本较高，而且需要较大量的固化剂，固化剂处理不当可能造成二次污染，经济效益差。

以上对铬污染土壤修复的方法有利有弊，需开发一种新的铬污染土壤修复方法，使其达到工艺简单、处理效率高、无二次污染、经济效益较高的目的。