CN107999038A - 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法，重金属污染土壤修复剂由以下重量份的原料组成：EM菌剂40‑50份、苦参碱0.06‑0.1份、聚丙烯酰胺1‑2份、海泡石20‑30份、凹凸棒石15‑25份、聚合氯化铝3‑5份、防水剂3‑5份、香菇多糖50‑90份、枯草芽孢杆菌发酵液4‑6份、海蒿子提取物5‑10份、石灰3‑5份、椰壳活性炭10‑20份。本发明成本低廉、操作简单、使用效果好、容易大规模推广；处理速度快、成本低、用量少，粉体形状，易于运输和保存；原位就地投放，操作人员用简易工具将修复剂与含液态烃和重金属的污染土壤充分混合，实现深度吸附，吸附污染物后再现场空地自然存放，不会对环境造成二次污染，实现生态化处理。
Description
技术领域
本发明涉及土壤污染治理技术领域，具体是一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
近年来，我国土壤的重金属污染问题日益凸现，对生态环境、食品安全和人体健康构成了严重威胁，已经不容忽视。染料、化工、制革、矿产开采、冶炼以及加工等工业排放的废气、废水、废渣含有大量的重金属，通过灌水（特别是污灌）、固体废弃物（污泥、垃圾等）堆积以及大气沉降等方式进入土壤，造成土壤中重金属含量增加，尤其是可交换态的重金属。当进入环境中的重金属超过其在环境中的容量时，即可导致重金属污染的发生。重金属污染物为持久性污染物，对环境和人体的危害难以消除。重金属具有化学活动性强、迁移性大、毒性持久等特点，在环境中很难降解，其在土壤中的积累、迁移不仅引起土壤的组成、结构、功能变化，还能够抑制作物根系作用和光合作用，致使作物减产甚至绝收，更重要的是重金属通过食物链迁移到人体内，在人体中慢慢积累，引起人体慢性重金属中毒，导致肾脏、肝脏、肺部、骨骼、生殖器官、免疫系统、心血管系统损伤，对人体健康造成极大危害。
目前，土壤重金属修复技术主要分为植物修复、微生物修复、物理化学修复和农业工程修复技术。植物修复是利用植物及其根系微生物对污染土壤进行修复，通过超累积植物对土壤中重金属的吸收转移，植物修复可分为植物提取、植物挥发、植物稳定三个类别；微生物修复是指利用天然存在或人工培养的功能微生物群，促进或强化微生物的代谢作用，从而达到降低土壤中有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术。微生物的修复机理主要有生物吸附、生物转化及微生物对重金属离子的氧化还原、溶解、甲基化作用；物理化学修复包括电动修复、土壤淋洗等，电动修复技术主要通过在重金属污染土壤两侧施加直流电场形成电场梯度，重金属污染物被带到电极两端，从而达到清洁污染土壤的目的。土壤淋洗是通过使用淋洗液或含有能提高重金属可溶性试剂的溶液来淋洗污染土壤，把土壤固相中的重金属转移至液相中，再用含一定配位体的化合物或阴离子与重金属形成较稳定的络合物或生成沉淀；农业工程修复技术是指利用物理机械的方法，使受污染的表层土壤用未被污染活性土壤覆盖或去除表层受污染土壤后将下层土壤耕作活化的方法。工程修复技术主要有换土、客土、深耕翻土等。
以上的重金属修复技术都有一定的重金属修复效果，但其在实际应用中也各有缺点。植物修复技术的修复用植物种类有限，且其修复速度较慢，积累大量重金属植物的再处理等问题也是限制植物修复技术大规模推广的主要因素；微生物修复技术一般只对单独一种重金属的吸附效果较好，且由于微生物生物体较小，修复的重金属量也较少，因此这也限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用；电动修复技术目前还处于实验研究阶段，且因不同土壤的理化性质不同在实际应用中也存在着一系列的限制因素；土壤淋洗技术操作复杂、价格昂贵；农业工程修复技术需要消耗大量的人力、财力，且对土壤扰动大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、使用效果好的重金属污染土壤修复剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂40-50份、苦参碱0.06-0.1份、聚丙烯酰胺1-2份、海泡石20-30份、凹凸棒石15-25份、聚合氯化铝3-5份、防水剂3-5份、香菇多糖50-90份、枯草芽孢杆菌发酵液4-6份、海蒿子提取物5-10份、石灰3-5份、椰壳活性炭10-20份。
作为本发明进一步的方案：
所述重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂42-48份、苦参碱0.07-0.09份、聚丙烯酰胺1.2-1.8份、海泡石22-28份、凹凸棒石18-22份、聚合氯化铝3.5-4.5份、防水剂3.5-4.5份、香菇多糖60-80份、枯草芽孢杆菌发酵液4.5-5.5份、海蒿子提取物6-9份、石灰3.5-4.5份、椰壳活性炭12-18份。
作为本发明进一步的方案：
所述重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂45份、苦参碱0.08份、聚丙烯酰胺1.5份、海泡石25份、凹凸棒石20份、聚合氯化铝4份、防水剂4份、香菇多糖70份、枯草芽孢杆菌发酵液5份、海蒿子提取物8份、石灰4份、椰壳活性炭15份。
作为本发明进一步的方案：
所述防水剂采用酚醛树脂、聚乙烯醇和胶粉混合而成。
作为本发明进一步的方案：
所述椰壳活性炭的粒度为100-200目。
作为本发明再进一步的方案：
所述EM菌剂为含光合菌、酵母菌、乳酸菌、枯草菌、杆菌、绿脓菌等有益菌的混合菌。
所述重金属污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至60-80℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到75-85％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至60-80℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于10-15℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明成本低廉、操作简单、使用效果好、容易大规模推广；处理速度快、成本低、用量少，粉体形状，易于运输和保存；原位就地投放，操作人员用简易工具将修复剂与含液态烃和重金属的污染土壤充分混合，实现深度吸附，吸附污染物后再现场空地自然存放，不会对环境造成二次污染，实现生态化处理。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂40份、苦参碱0.06份、聚丙烯酰胺1份、海泡石20份、凹凸棒石15份、聚合氯化铝3份、防水剂3份、香菇多糖50份、枯草芽孢杆菌发酵液4份、海蒿子提取物5份、石灰3份、椰壳活性炭10份。
所述重金属污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至60℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到75％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至60℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于10℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
实施例2
一种重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂42份、苦参碱0.07份、聚丙烯酰胺1.2份、海泡石22份、凹凸棒石18份、聚合氯化铝3.5份、防水剂3.5份、香菇多糖60份、枯草芽孢杆菌发酵液4.5份、海蒿子提取物6份、石灰3.5份、椰壳活性炭12份。
所述重金属污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至65℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到78％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至65℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于11℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
实施例3
一种重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂45份、苦参碱0.08份、聚丙烯酰胺1.5份、海泡石25份、凹凸棒石20份、聚合氯化铝4份、防水剂4份、香菇多糖70份、枯草芽孢杆菌发酵液5份、海蒿子提取物8份、石灰4份、椰壳活性炭15份。
所述重金属污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至70℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到80％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至70℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于12℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
实施例4
一种重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂48份、苦参碱0.09份、聚丙烯酰胺1.8份、海泡石28份、凹凸棒石22份、聚合氯化铝4.5份、防水剂4.5份、香菇多糖80份、枯草芽孢杆菌发酵液5.5份、海蒿子提取物9份、石灰4.5份、椰壳活性炭18份。
所述重金属污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至75℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到82％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至75℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于14℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
实施例5
一种重金属污染土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：EM菌剂50份、苦参碱0.1份、聚丙烯酰胺2份、海泡石30份、凹凸棒石25份、聚合氯化铝5份、防水剂5份、香菇多糖90份、枯草芽孢杆菌发酵液6份、海蒿子提取物10份、石灰5份、椰壳活性炭20份。
所述重金属污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至80℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到85％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至80℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于15℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
所述防水剂采用酚醛树脂、聚乙烯醇和胶粉混合而成；所述椰壳活性炭的粒度为100-200目；所述EM菌剂为含光合菌、酵母菌、乳酸菌、枯草菌、杆菌、绿脓菌等有益菌的混合菌。
本发明成本低廉、操作简单、使用效果好、容易大规模推广；处理速度快、成本低、用量少，粉体形状，易于运输和保存；原位就地投放，操作人员用简易工具将修复剂与含液态烃和重金属的污染土壤充分混合，实现深度吸附，吸附污染物后再现场空地自然存放，不会对环境造成二次污染，实现生态化处理。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：EM菌剂40-50份、苦参碱0.06-0.1份、聚丙烯酰胺1-2份、海泡石20-30份、凹凸棒石15-25份、聚合氯化铝3-5份、防水剂3-5份、香菇多糖50-90份、枯草芽孢杆菌发酵液4-6份、海蒿子提取物5-10份、石灰3-5份、椰壳活性炭10-20份。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：EM菌剂42-48份、苦参碱0.07-0.09份、聚丙烯酰胺1.2-1.8份、海泡石22-28份、凹凸棒石18-22份、聚合氯化铝3.5-4.5份、防水剂3.5-4.5份、香菇多糖60-80份、枯草芽孢杆菌发酵液4.5-5.5份、海蒿子提取物6-9份、石灰3.5-4.5份、椰壳活性炭12-18份。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：EM菌剂45份、苦参碱0.08份、聚丙烯酰胺1.5份、海泡石25份、凹凸棒石20份、聚合氯化铝4份、防水剂4份、香菇多糖70份、枯草芽孢杆菌发酵液5份、海蒿子提取物8份、石灰4份、椰壳活性炭15份。
4.根据权利要求1-3任一所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述防水剂采用酚醛树脂、聚乙烯醇和胶粉混合而成。
5.根据权利要求1-3任一所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述椰壳活性炭的粒度为100-200目。
6.根据权利要求1-3任一所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于，所述EM菌剂为含光合菌、酵母菌、乳酸菌、枯草菌、杆菌、绿脓菌等有益菌的混合菌。
7.一种如权利要求1-3任一所述的重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将海蒿子清洗干净后切段；将海蒿子段加水混合后升温至60-80℃恒温提取，充分提取后调pH至4.0，并进行脱色处理；将脱色后的粗提取液通过加热浓缩到1/5后继续加乙醇到75-85％浓度使提取物沉淀，分离出的沉淀为海蒿子提取物备用；
（2）将苦参碱和水按质量比1:1，在苦参碱中加水混合，超声处理，得到混合浆体；
（3）将聚丙烯酰胺、海泡石、凹凸棒石、聚合氯化铝、防水剂、石灰、椰壳活性炭加入到步骤（2）得到的混合浆体中，加热至60-80℃，然后超声处理，得到混合溶液；
（4）将EM菌剂、香菇多糖、枯草芽孢杆菌发酵液以及海蒿子提取物加入到步骤（3）得到的混合溶液中，高压均质处理，于10-15℃低温烘干，再包装，即得到所述重金属污染土壤修复剂。
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