[发明专利]一种修复砷锑复合污染土壤固定剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种修复砷锑复合污染土壤固定剂的制备方法和应用。所述固定剂的制备包括如下步骤：1)以铁盐溶液为改性剂，加入秸秆粉末，调节pH，装入高压反应釜；2)将反应釜置于马弗炉中加热；3)反应产物洗涤过滤，烘干后即得化学固定剂。将所制备的固定剂按一定比例与土壤混合后，污染土壤中有效态As(Ⅲ)和As(Ⅴ)分别降低42.06％和50.67％,有效态Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)分别降低了21.57％和59.66％。土壤中非特异性吸附态砷和特异性吸附态砷分别减少了10％和11％；非特异性吸附态锑和特异性吸附态锑分别减少了8％和16％，本发明所述的固定剂，制备过程简单，成本低廉，且能有效降低土壤中砷锑的移动性和生物有效性。

技术领域

本发明属于砷锑污染土壤治理领域，特别涉及一种修复砷锑复合污染土壤的固定剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，治理土壤中重金属污染的方法常见的有土壤淋滤、翻土客土、化学固定、电动修复等物理、化学方法，这些方法具有快速、高效的去污效果，但是由于其设备复杂，需投入的成本高，对土壤扰动大，不适合大规模地应用于大面积污染土壤，并且常常会破坏土壤结构，导致土壤生物活性下降和土壤肥力退化，因此化学固定法成为一种可行的选择。生物炭由于其吸附性能强，适用性广，成本低，对土壤扰动小常用于修复土壤重金属污染。

生物炭主要通过高温碳化和水热碳化两种方法制备。水热碳化为将生物质与水按一定的比例混合放入反应器内，在一定的温度(180-250℃)条件下进行的水热反应，相较于高温碳化，具有制备成本低，表面含氧官能团丰富的特点。单一生物炭虽然对砷锑具有一定的吸附钝化作用，但效果不显著。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环境友好，价格低廉，既不破坏土壤理化性质又能有效修复砷锑复合污染土壤的化学固定剂及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种修复砷锑复合污染土壤的固定剂的制备方法，包括以下步骤：

将生物质粉末加入铁盐溶液中，获得浆液，将浆液的pH值调节为1-1.8，然后进行水热反应，固液分离，即得固定剂；

所述铁盐溶液中，铁离子的浓度为0.1-1.0mol/L；

所述水热反应的温度为180-260℃。

优选的方案，生物质选自秸秆。

优选的方案，所述生物质粉末的获取方法为：将生物质加入含氯溶液中，搅拌2-3小时后过滤，所得滤渣于105-115℃下烘干12-24小时后，粉碎过60目筛，取筛下物即得。

进一步的优选，所述含氯溶液中，选择有效氯含量为5-6％。

更进一步的优选，所述含氯溶液为氯酸钠溶液。

进一步的优选，所述生物质与含氯溶液的固液质量体积比为10-20g:100-200mL。

优选的方案，所述铁盐溶液选自氯化铁溶液、硫酸铁溶液或柠檬酸铁溶液中的一种。

优选的方案，所述铁盐溶液中，铁离子的浓度为0.4-0.6mol/L。

优选的方案，所述生物质粉末与铁盐溶液的固液质量体积比为3-10g：30-100mL。

优选的方案，pH值调节的方法为，在浆液中加入浓度为8-10mol/L的氢氧化钠溶液直至浆液pH值为1.0-1.8。

优选的方案，所述反应的温度为220-260℃。

优选的方案，所述水热反应的时间为2-4h。

优选的方案，所述升温速率为5-10℃/min；