[发明专利]一种辐照改性重金属修复剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种辐照改性重金属修复剂及其制备方法，包括如下步骤：对生物有机质原料进行预处理以加速生物有机质原料中角蛋白的降解，并向降解后的原料加入反应添加剂后进行脱水、干燥和粉碎，获得初代产品；对初代产品进行辐照改性处理，以促进角蛋白中二硫键的断裂和蛋白质结构的伸展，产生和暴露更多重金属鳌合位点；对辐照改性后的产品再次烘干、粉碎形成最终产品；本发明技术中采用辐照技术手段对修复剂进行改性处理，极大提高了土壤修复剂的作用效果和废弃生物资源的利用率，同时，大大增加了重金属鳌合活性位点的数量，提升了单位质量土壤修复剂的吸附性能，具有低能耗、清洁、环境友好等特点。

技术领域

本发明涉及重金属污染处理技术领域，具体涉及一种辐照改性重金属修复剂及其制备方法。

背景技术

土壤是生态系统的重要组成部分，尤其对于陆生生态而言，其物理、化学和生物性质之间的平衡至关重要。近年来工矿业的快速发展及城市化进程的推进，土壤结构和功能急剧恶化，土壤污染威胁着农产品的质量安全和人体健康，已成为全球高度关注的问题。

诸多土壤污染类型中，重金属污染是土壤污染中较为典型的一类，土壤中重金属移动性差、难以被微生物降解，重金属累积几乎是一个不可逆转的过程。重金属离子通过淋溶进入水体，或直接被农作物吸收，然后通过食物链进入人体，在人体内蓄积，对人体健康造成严重危害。重金属污染土壤修复治理主要包括两种思路：一是改变土壤中重金属的赋存状态，降低其毒性；二是从污染土壤中彻底清除重金属。根据这两种修复模式，目前常用的治理方法有工程措施法、化学修复法(化学固化/稳定化法、化学还原法、化学淋洗法)和生物修复法等。

中国发明专利(专利号：CN109929563A)公开了一种土壤重金属修复剂制备方法及膨化装置，该土壤重金属修复剂是由动物的羽毛、蹄壳、毛发、角羽、皮肤等生物废弃物配以适当组分反应催化剂，通过一系列生化反应，加工成粉末状修复剂。该修复剂促使土壤中重金属离子从游离可交换态向残渣态转化，显著降低重金属的生物可利用性和离子迁移性，同时可以有效改善土壤的微环境，利于作物的生长和营养素的形成，是一种理想的绿色环保修复剂。

生物有机质中(动物的羽毛、蹄壳、毛发、角、皮肤、鳞片等)含有85％～90％角蛋白，角蛋白是一种不溶于水、盐液、稀酸和稀碱的抗性极强的硬质蛋白，角蛋白具有α螺旋和β折叠等空间结构，因存在大量的二硫键而显示出特殊的坚固性。然而上述发明专利上述采用高温高压水解法和高温膨化裂解法对角蛋白实现降解属于传统方法，处理后的修复剂的作用效果和利用率有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种辐照改性重金属修复剂及其制备方法，以解决现有技术中采用传统的方式对角蛋白进行降解，降解后的修复剂作用效果和利用率有限问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种辐照改性重金属修复剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、对生物有机质原料进行预处理以加速生物有机质原料中角蛋白的降解，并向降解后的原料加入反应添加剂后进行脱水、干燥和粉碎，获得初代产品；

步骤200、对初代产品进行辐照改性处理，以促进角蛋白中二硫键的断裂和蛋白质结构的伸展，产生和暴露更多重金属鳌合位点；

步骤300、对辐照改性后的产品再次烘干、粉碎形成最终产品。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，对所述初代产品进行辐照的具体方式包括：

步骤201、取定量的初代产品置于低温环境中，采用γ射线进行辐照处理；

步骤202、当γ射线的辐照剂量达到8～20kGy后停止辐照，获得辐照改性后的产品。

作为本发明的一种优选方案，在步骤201之前还包括对所述初代产品进行预处理，所述预处理包括在初代产品的外表面建立有氧包装以使得初代产品处于有氧的密闭条件。