[发明专利]一种重金属污染土壤的原位修复方法

说明书

本发明公开了一种重金属污染土壤的原位修复方法；采用壳聚糖、铁盐混合配制成纺丝液，经静电纺丝得到壳聚糖/零价纳米铁复合纤维，再经由捻线机与玻璃纤维捻制成具有重金属吸附还原能力且具备一定强度的复合吸附绳，并制成网，将其埋入重金属污染的土壤中，一段时间后取出，完成土壤重金属的原位吸附和移除。该方法实现了重金属污染土壤的原位修复，环保高效、操作简便，克服了传统吸附材料难以从土壤中分离出来的弊端。

技术领域

本发明涉及土壤修复，尤其涉及一种重金属污染土壤的原位修复方法。

背景技术

重金属污染土壤具有周期长、难处理等特点，目前土壤修复方法效果差、费用高，所以重金属污染的土壤修复已成为环保领域的重大课题。重金属污染不仅引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、人体健康。镉米、砷毒、血铅等重金属污染危害近年来常见诸报道。

重金属超标土壤原位治理技术主要是固定钝化技术、植物修复技术和吸附剂法。固定钝化技术是指通过往土壤中加入固定剂，调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质，使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化-还原等一系列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，从而减少这些重金属元素对动植物的毒性。但无论施用哪种固定剂，最终被吸附钝化的重金属都留在土壤中，并可能随着环境条件的改变，生物有效性也可能恢复，造成土壤反复污染；植物修复作为一种绿色的污染治理手段，具有较高的生态效益，但存在品种不足、耗时较长，农业减产的缺点。吸附剂则能吸附或转化重金属，使之发生迁移，但它进入土壤后难以分离，并可能向下渗漏，污染地下水。因此，研究一种无二次污染、价格低廉、易从土壤中分离的重金属吸附材料及处理方法对土壤修复具有更重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种重金属污染土壤的原位修复方法。采用壳聚糖、铁盐混合配制成纺丝液，经静电纺丝得到壳聚糖/零价纳米铁复合纤维，再经由捻线机与玻璃纤维捻制成具有重金属吸附还原能力且具备一定强度的复合吸附绳，并制成网，将其埋入重金属污染的土壤中，一段时间后取出，完成土壤重金属的原位吸附和移除。该方法实现了重金属污染土壤的原位修复，环保高效、操作简便，克服了传统吸附材料难以从土壤中分离出来的弊端。本发明具有重金属离子吸附效率高、无二次污染、吸附材料易从土壤中分离的优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种重金属污染土壤的原位修复方法，具体步骤如下：

步骤一：将壳聚糖溶于乙酸或甲酸，向其中加入铁盐，通入氮气除氧1～2h，机械搅拌下向混合溶液中加入硼氢化钾，搅拌0.5～1h以得到混合溶液；向混合溶液中加入聚乙烯醇，80～95℃密闭搅拌3～5h，配成纺丝液，并进行静电纺丝，得到壳聚糖/零价纳米铁复合纤维；

步骤二：采用捻线机将步骤一的壳聚糖/零价纳米铁复合纤维与玻璃纤维复合捻制成为一条复合吸附绳，并织成网状，得到复合吸附网；

步骤三：将步骤二的复合吸附网埋入重金属污染的土壤中，放置10～30天后从土壤中取出，完成土壤的原位修复。

上述步骤一中所述的乙酸或甲酸浓度为15％～25％；所述铁盐为硫酸铁、磷酸铁、硝酸铁中的一种或几种；所述搅拌速度为300～5000转/分钟。

上述步骤一中所述纺丝液组成按重量份计，其中壳聚糖15～20份、乙酸或甲酸25～30份、铁盐10～15份、硼氢化钾3～4份、聚乙烯醇60～80份。

上述步骤一中所述静电纺丝过程中，湿度为40～50％，电压为25～30kV,针头到接受板的距离为18～25cm。

上述步骤二中壳聚糖/零价纳米铁复合纤维与玻璃纤维的质量比为1.5:1～2.5:1。