[发明专利]一种土壤稳定化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种土壤稳定化剂的制备方法，包含以下操作步骤：(1)将羧甲基纤维素钠溶解于水溶液中，得到羧甲基纤维素钠水溶液，调节羧甲基纤维素钠水溶液pH值；(2)将1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺溶解于羧甲基纤维素钠水溶液中，加入二硫代双官能团交联剂，搅拌后静置形成水凝胶，取出水凝胶冷冻干燥，即得土壤稳定化剂。本发明方法利用天然高分子羧甲基纤维素为基材，通过交联反应制得具有氧化还原响应性的水凝胶，施用在土壤中后，稳定化剂与土壤中的还原性物质反应，交联结构破坏，纤维素结构可以通过表面的巯基官能团与土壤中的重金属离子结合，降低重金属离子的生物有效性和迁移性。

技术领域

本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，涉及一种土壤稳定化剂制备方法。

背景技术

近年来，由于人类工业活动的加剧和城市化进程的快速发展，造成了严重的重金属富集与沉积。尤其是采矿、冶金、电镀、化工、化石能源燃烧和电子垃圾回收等领域产生、排放的大量重金属污染物通过风力、水力搬运过程沉积到土壤中，造成土壤重金属污染。土壤污染的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等，毒性大危害高的元素，以及毒性一般的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。重金属污染物在土壤中形态较为稳定，无法被微生物降解，对周边环境具有持久性的危害。重金属元素一旦通过富集作用进入农作物体内，会损害人类健康，严重时会导致死亡。历史上已有多起重金属污染造成的严重的群体性疾病，如水俣病、痛痛病等。对于土壤中重金属污染的治理逐渐成为研究的重点。

现有的较为成熟的土壤修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复，其中具体包括客土法、热处理法、淋洗法、稳定化法、电动修复法、植物修复法等。种类丰富、各有利弊。其中重金属稳定化工艺是一种较为经济有效的土壤修复方法，通过稳定化剂与土壤中的重金属离子发生吸附、络合、沉淀、氧化还原等物理化学作用，改变土壤中重金属离子的形态，降低其生物有效性和迁移性，从而降低植物的吸收率。在众多的土壤稳定化剂中，含有巯基官能团的材料被证实与重金属有较好的结合效果，尤其是对于土壤中的汞。

氧化还原电位是反映土壤的氧化还原状况的强度指标而还原性物质的多少则是反映土壤的氧化还原状况的数量指标。在通气状况较差的情况下，土壤氧气含量较低，厌氧分解有机质，导致产生大量还原性物质。土壤还原作用强，易造成大量有机和无机还原性物质累积，不利于作物根系的生长，严重的影响根系呼吸作用，使得作物减产或死亡。因此调节土壤的氧化还原电位也有利于植物的生长。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明针对上述技术问题，发明一种土壤稳定化剂，旨在得到一种同时可以调节土壤氧化还原电位、重金属稳定化功能土壤稳定化剂的制备方法，而且该产品负载植物生长调节剂之后同时具备调节植物生长的功效。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种土壤稳定化剂的制备方法，包含以下操作步骤：

(1)将羧甲基纤维素钠溶解于水溶液中，得到羧甲基纤维素钠水溶液，调节羧甲基纤维素钠水溶液pH值；

(2)将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶解于步骤(1)所得的羧甲基纤维素钠水溶液中，然后再加入二硫代双官能团交联剂，搅拌溶解后静置12～48h形成水凝胶，取出水凝胶冷冻干燥至真空度恒定，即得土壤稳定化剂；其中，加入的EDC、NHS的量与羧甲基纤维素钠水溶液中羧基含量的摩尔比为0.5～2：0.5～2：0.5～2；加入的二硫代双官能团交联剂的量与羧甲基纤维素钠水溶液中羧基含量的摩尔比为0.2～1：1。

优选的是，步骤(1)中所述的羧甲基纤维素钠的取代度为0.4～0.99。