[发明专利]一种缓释型砷固定剂及其制备方法和在砷污染土壤修复中的应用

说明书

本发明公开了一种缓释型砷固定剂及其制备方法和在砷污染土壤修复中的应用。将香兰素加入至溶有壳聚糖的醋酸溶液中进行缩合反应，得到香兰素改性壳聚糖；将粉煤灰与高岭土混合后，进行焙烧处理，得到吸附材料；将吸附材料与硫化钙粉末及赤泥粉末混合后，进行振荡处理，得到砷固定剂；将砷固定剂与香兰素改性壳聚糖混合后，进行热融处理，冷却，制粒，得到缓释型砷固定剂。该缓释型砷固定剂可以通过吸附和化学反应等方式实现污染土壤中砷的高效固定，修复后的砷污染土壤中砷浸出毒性达到GB 14848‑2017Ⅲ类标准，且该缓释型砷固定剂可以缓慢释放固定砷的活性物质，使得对土壤中砷的固定作用持久，长期有效。

技术领域

本发明涉及一种砷固定剂，特别涉及一种缓释型砷固定剂，还涉及其制备方法，以及涉及一种缓释型砷固定剂在砷污染土壤修复中的应用，属于砷污染土壤修复技术领域。

背景技术

近年来，中国工业化和城市化的不断推进，土壤污染问题日益严重。土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤中相应重金属元素的富集。重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。重金属污染防治工作已经成为我国环境保护工作的重中之重。由于砷在许多行业的广泛应用，通过开采、加工、使用、废弃等过程使其大量残留到土壤中，造成世界范围内土壤中砷污染普遍存在。

对于重金属污染土壤的修复主要有工程物理化学法和生物修复法。其中工程物理化学法包括客土法、冲洗络合法、电动化学法、热处理法等，不适合污染面积较大的土壤。生物修复法包括植物修复、微生物修复和动物修复等，植物和低等动物修复法对土壤修复的效果不太显著；微生物修复利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，从而降低土壤中重金属的毒性。该技术对周围环境影响较小，不会产生二次污染，具有的巨大土壤修复潜力。但现有的重金属污染土壤的微生物修复技术存在一定的局限性，如微生物修复持续时间长、见效慢、一般形成络合物降低重金属的危害，并不能将重金属从土壤中除去。

中国专利文献公开了一种缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备及使用方法(CN201610071104.0)，该方法采用铁基生物炭、高岭土和生物淀粉混合为芯材，以酸性硅溶胶、壳聚糖溶液复合材料为包膜，将芯材和薄膜制备成适用于治理镉、砷复合污染农田的钝化剂。该方法所制备钝化剂能够同时钝化镉、砷，且具有缓释效果，能够对重金属长期有效。但该钝化剂主要适用于水稻农田，而水稻农田土壤砷等重金属污染程度大多不高，对于其它污染场地钝化效果未知。

中国专利文献公开了一种修复剂、其制备方法以及用其修复重金属污染土壤的方法(CN201711076050.8)，该方法采用生物炭、海泡石、磷酸二氢钙、甘蔗渣、石灰粉、龙眼皮、酒石酸、羟基乙叉三膦酸、木质素磺酸钾、苹果酸、壳聚糖、豆类根秸为原料制备的修复剂，能够同步去除污染土壤中的汞、镉、铅、砷、芘。但该修复剂生产所需的原料成分复杂，且来源不易获得，难以实现工业化生产。

发明内容

针对现有技术，本发明的第一个目的旨在提供一种用于砷污染土壤修复的缓释型砷固定剂，该缓释型砷固定剂可以通过吸附和化学反应等方式实现污染土壤中砷的高效固定，修复后的污染土壤中砷浸出毒性达到《地下水质量标准》(GB 14848-2017)Ⅲ类标准，且该缓释型砷固定剂可以缓慢释放固定砷的活性物质，使得对土壤中砷的固定作用持久，长期有效。

本发明的第二个目的是在于提供了一种用于砷污染土壤的缓释型砷固定剂制备方法，该制备方法简单，原料成本低，有利于大规模生产。

本发明的第三个目的是在于提供一种缓释型砷固定剂在砷污染土壤修复方面的应用，将其添加在砷污染土壤中可以缓慢释放作用于砷的活性成分，能够保证对土壤中砷固定作用的长期有效性，同时提高了砷固定剂的利用率，避免砷固定剂一次性释放导致结块成团，利用率低的问题，且修复后的砷污染土壤中砷浸出毒性达到《地下水质量标准》(GB14848-2017)Ⅲ类标准。