[发明专利]重金属清除剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及环境污染治理技术领域，尤其是涉及一种重金属清除剂及其制备方法和用途，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂4‑9份、钝化剂2‑5份、离子交换剂1‑3份、高分子吸水材料0.5‑2.5份、磁粉0.5‑5.5份和粘合剂65.5‑85.5份。该重金属清除剂具有良好的韧性、强度和吸水性，优异的可回收循环利用性和高效性，能够有效地清除土壤中、水体中和/或淤泥中的重金属离子，并可在一段时间到达饱和后回收，能够有效地降低处理对象中的重金属含量，并且该重金属清除剂还含钙、镁、氮、磷等对作物生长有促进作用的营养元素，不影响农用土地的正常耕种。

技术领域

本发明涉及环境污染治理技术领域，尤其是涉及一种重金属清除剂及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，我国多次出现“镉米”事件，引起了人们高度关注因土壤重金属污染引发的粮食安全问题。因此，被镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、汞(Hg)等重金属污染的农业土壤的修复和治理迫在眉睫。据土地普查数据表明，我国1/5的耕地受到了重金属污染，其中镉(Cd)污染的耕地涉及11个省25个地区，只有强力高效地进行土壤污染治理与修复，才能保护耕地、保障粮食安全。

传统的重金属污染土壤治理主要采用淋滤法、玻璃化、土壤固化、客土法、洗土法、电化学法等物理或化学方法。这些方法存在着以下缺点：(1)成本高，一公顷的重金属污染土地往往高达数千万美元，而且难以大规模使用：(2)破坏土壤生态环境，导致土壤结构丧失、土壤生物活性下降和土壤肥力退化，往往需要进行二次处理：(3)二次污染，运用物理、化学、电化学方法对重金属污染土壤修复的过程往往又会造成对土壤的再次污染。

针对以上问题，赵烨教授等采用纳米碳纤维、活性炭、阳离子表面活性剂、丙烯酰胺、丙烯酸钾、污泥颗粒物和硫化钾等组成重金属离子吸附剂，将该重金属吸附剂放置在一多孔隙硬质壳体内形成多孔隙硬质塑囊，将该囊埋设于土壤中萃取重金属离子，能够有效吸收-钝化-固化-萃取土壤耕作层中活性的Cd²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺和Zn²⁺等离子、又能保持土壤微域水分、并释放一定K⁺离子，并可实现该萃取重金属离子装置内部吸收剂的更新、净化及循环处理。但该方法存在一个塑料外壳，不能使土壤与吸附剂紧密接触，吸收效率不稳定。

综上所述，单独投放重金属捕集剂，捕集剂容易分散后不可回收，特别是在土壤污染治理的情况下；发明的重金属离子萃取装置有塑料外壳封装，使萃取剂与土壤之间产生了隔离层，不利于土壤与吸附剂良好地接触而达到充分吸收的目的。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种重金属清除剂，以缓解现有技术中存在的重金属捕集剂容易分散不可回收或重金属离子萃取装置由塑料外壳封装，使萃取剂与土壤之间产生了隔离层，不利于良好地接触而达到充分吸收的技术问题。该重金属清除剂具有可回收性和高效性，能够有效地清除土壤中、水体中和/或淤泥中的重金属离子，并可在一段时间到达饱和后回收，能够有效地降低处理对象中的重金属含量，而且该重金属清除剂还含钙、镁、氮、磷等对作物生长有促进作用的营养元素，不影响农用土地的正常耕种。

本发明的另一个目的在于提供一种重金属离子清除剂的制备方法，将螯合剂、钝化剂、离子交换剂、高分子吸水材料、磁粉、粘合剂和任选的填料的混合物搅拌均匀，加入水搅拌至固态糊状，活化，得到重金属清除剂，该制备方法操作简单，成本低，在较短的时间内就可获得高效的、可回收循环利用的重金属清除剂。

本发明的另一个目的在于提供一种如上所述的重金属清除剂在清除土壤中、水中和/或淤泥中重金属中的应用，可高效的清除土壤中、水中和/或淤泥中的重金属。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种重金属清除剂，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：