[发明专利]一种铅镉复合污染土壤的高效修复剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铅镉复合污染土壤的高效修复剂，包括以下重量份的原料：生石灰40‑60份、改性腐殖酸20‑30份、改性粘土矿物20‑30份、激活剂5‑15份和稳定剂1‑10份；制备方法：(1)称取各原料；(2)将生石灰、改性腐殖酸、改性粘土矿物、激活剂和稳定剂混合均匀，即得。本发明铅镉复合污染土壤的高效修复剂对土壤中的铅镉具有极强的吸附修复效果，且修复周期短，不破坏土壤结构和种植功能，无二次污染，修复效果持久。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，更具体的说是涉及一种铅镉复合污染土壤的高效修复剂及其制备方法。

背景技术

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质)，氧化的腐殖质等组成。随着工业化的发展、矿产资源的不合理开采和农药的大量使用，许多土壤都被污染，耕地的污染尤其严重，耕地中的铅镉污染尤其困扰着农民。

铅镉污染不仅对土壤中有机物的降解、土壤氨化和硝化作用产生消极影响，还会转换成污染性更大的金属-有机化合物，对人体的健康和土壤产生更大的危害。

目前，针对土壤铅镉污染的治理方法主要有固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复和微生物修复，但总体存在修复效率低的问题。

因此，如何开发一种铅镉复合污染土壤的高效修复剂是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铅镉复合污染土壤的高效修复剂及其制备方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铅镉复合污染土壤的高效修复剂，包括以下重量份的原料：生石灰40-60份、改性腐殖酸20-30份、改性粘土矿物20-30份、激活剂5-15份和稳定剂1-10份；

优选为：生石灰50份、改性腐殖酸25份、改性粘土矿物25份、激活剂10份和稳定剂5份。

本发明中，生石灰的作用为：一方面提供较稳定的偏碱性环境，在碱性条件下，易和Pb²⁺和Cd²⁺形成难溶复合物，从而降低了Pb、Cd的生物有效性和可迁移性；另一方面，生石灰可使土壤的pH值上升0.2左右，但不显著改变土壤性质和耕作性，也可以防止土壤养分的流失。

进一步，上述改性腐殖酸的制备方法为：

(1)将腐殖酸加入稀盐酸溶液中搅拌混合，静置后离心除去上清液，得到初洗腐殖酸；

(2)将初洗腐殖酸加入稀盐酸溶液中搅拌混合，静置后离心除去上清液，得到复洗腐殖酸；

(3)将复洗腐殖酸加入稀盐酸与氟化氢混合液中混合后反应，然后加水清洗，离心除去上清液，即得改性腐殖酸。

更进一步，上述步骤(1)中，稀盐酸溶液的摩尔浓度为0.5-1mol/L，腐殖酸和稀盐酸溶液的质量比为1：(10-20)；步骤(2)中，稀盐酸溶液的摩尔浓度为0.3-0.5mol/L，初洗腐殖酸和稀盐酸溶液的质量比为1：(8-15)；步骤(3)中，稀盐酸与氟化氢混合液中，稀盐酸溶液的摩尔浓度为0.3-0.5mol/L，氟化氢的摩尔浓度为3-8mol/L；复洗腐殖酸和稀盐酸与氟化氢混合液的质量比为1：(3-5)；反应的温度为40-50℃，时间为8-12h。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明对腐殖酸进行去矿化处理，即去除中的矿物杂质，增加其有机碳含量与极性官能团，同时增加其比表面积，增加其吸附点位。本发明改性腐殖酸孔道丰富，易吸附各类重金属离子，从而增强其吸附性能，除具有良好的吸收、络合、交换等功能外，还对土壤的酸碱性具有强大的缓冲作用，而且酸洗改性可以去除其中的矿物等杂质，从而减少因药剂本身重金属超标带来的二次污染风险。