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一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂及其制备方法

阅读:682发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种重金属污染 土壤 的复配纳米修复剂及其制备方法,涉及 土壤修复 技术领域,包括按重量份数计的以下组分:纳米 铁 50~60份,纳米 氧 化 钛 65~80份,纳米黑炭35~45份, 生物 炭 40~60份,石灰5~10份, 粉 煤 灰 10~15份。利用 纳米材料 与重金属发生化学反应或对重金属进行表面 吸附 的特性,加入多种纳米材料,增大了表面积,吸附 力 显著增强,从而能对重金属进行强有力的吸附,减少重金属在土壤中的迁移和转化。,下面是一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,其特征在于,包括按重量份数计的以下组分:纳米50~60份,纳米65~80份,纳米黑炭35~45份,生物炭40~60份,石灰5~
10份,灰10~15份。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,其特征在于,包括按重量份数计的以下组分:纳米铁52份,纳米氧化钛70份,纳米黑炭35份,生物炭55份,石灰7份,粉煤灰13份。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,其特征在于,包括按重量份数计的以下组分:纳米铁57份,纳米氧化钛73份,纳米黑炭42份,生物炭50份,石灰5份,粉煤灰15份。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,其特征在于,包括按重量份数计的以下组分:纳米铁60份,纳米氧化钛65份,纳米黑炭45份,生物炭42份,石灰10份,粉煤灰11份。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的重金属污染土壤的复配纳米修复剂的制备方法,其特征在于:包括
S1、石灰以及粉煤灰在115℃条件下烘干48h,过1mm尼龙筛备用;同时,纳米铁、纳米氧化钛、纳米黑炭锌、生物炭在80℃条件下烘干28h,过1mm尼龙筛备用;
S2、将纳米铁、纳米氧化钛、纳米黑炭锌、生物炭混合均匀,搅拌速度120r/min,搅拌时间80min~110min;
S3、最后加入石灰、粉煤灰,搅拌速度110 r/min,搅拌时间150min~160min,得到产品。

说明书全文

一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤修复技术领域,特别是涉及一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着现代工业化和城市化的发展,人类活动导致土壤环境中重金属污染日益严重。土壤环境中重金属污染会降低农产品品质,而且这些产品被食用后也会给人体健康带来潜在的危害。重金属对人体的危害性集中体现于重金属的难以降解。一般有机化合物可通过自然界自身物理的、化学的或生物净化,降低或解除有害性;而重金属具有富集性,难以在环境中降解,通过食物链的生物放大作用下成千百倍富集,然后进入人体,很难自然排出或彻底清除,对人体的危害一般是终生不可逆。
[0003] 相关统计表明我国大约19.4%的耕地受到镉、镍、、汞、砷和铅等重金属污染,污染的农田总面积高达2.3×107hm2。在重金属污染中,镉其迁移性强、毒性大、极易被作物吸收和积累,是自然界中毒性最大的重金属元素之一,镍污染也不容小觑,土壤中重金属污染特别是镉镍污染成为亟需解决的突出环境问题。农田土壤镉镍污染对我国粮食安全生产构成了巨大威胁,如何安全有效地修复并利用这些受污染的农田土壤已经成为当前我国亟需解决的环境和社会问题。

发明内容

[0004] 为了解决以上技术问题,本发明提供一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量份数计的以下组分:纳米50~60份,纳米65~80份,纳米黑炭35~45份,生物炭40~60份,石灰5~10份,灰10~15份。
[0005] 技术效果:本发明设计的复配纳米修复剂利用纳米材料与重金属发生化学反应或对重金属进行表面吸附的特性,加入多种纳米材料,增大了表面积,吸附显著增强,从而能对重金属进行强有力的吸附,减少重金属在土壤中的迁移和转化。
[0006] 本发明进一步限定的技术方案是:前所述的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量份数计的以下组分:纳米铁52份,纳米氧化钛70份,纳米黑炭35份,生物炭55份,石灰7份,粉煤灰13份。
[0007] 前所述的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量份数计的以下组分:纳米铁57份,纳米氧化钛73份,纳米黑炭42份,生物炭50份,石灰5份,粉煤灰15份。
[0008] 前所述的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量份数计的以下组分:纳米铁60份,纳米氧化钛65份,纳米黑炭45份,生物炭42份,石灰10份,粉煤灰11份。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂的制备方法,包括S1、石灰以及粉煤灰在115℃条件下烘干48h,过1mm尼龙筛备用;同时,纳米铁、纳米氧化钛、纳米黑炭锌、生物炭在80℃条件下烘干28h,过1mm尼龙筛备用;S2、将纳米铁、纳米氧化钛、纳米黑炭锌、生物炭混合均匀,搅拌速度120r/min,搅拌时间80min~110min;
S3、最后加入石灰、粉煤灰,搅拌速度110r/min,搅拌时间150min~160min,得到产品。
[0010] 本发明的有益效果是:(1)本发明中加入纳米铁,通过氧化还原反应来修复土壤中的金属铬、砷和镉,改善土壤修复剂的修复效果;
(2)本发明中加入纳米氧化钛,可以去除土壤中的含氯有机物和重金属;
(3)本发明中加入纳米黑炭,其孔隙多,对土壤中的重金属具有很强的吸附作用,对有机物也具有同样的吸附作用;
(4)本发明加入生物炭,土壤PH显著升高;土壤PH升高后生物炭表面的可变电荷增加,阳离子吸附能力增强,同时土壤中氢离子浓度降低,促进重金属氢氧化物和酸盐沉淀产生,使重金属与土壤中的有机质、铁锰氧化物等结合更稳固,降低重金属的移动性;生物炭表面的羟基、羧基、羰基等活性官能团对多种重金属离子具有吸附固定作用。

具体实施方式

[0011] 实施例1本实施例提供的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量kg数计的以下组分:纳米铁52kg,纳米氧化钛70kg,纳米黑炭35kg,生物炭55kg,石灰7kg,粉煤灰13kg。
[0012] 实施例2本实施例提供的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量kg数计的以下组分:纳米铁57kg,纳米氧化钛73kg,纳米黑炭42kg,生物炭50kg,石灰5kg,粉煤灰15kg。
[0013] 实施例3本实施例提供的一种重金属污染土壤的复配纳米修复剂,包括按重量kg数计的以下组分:纳米铁60kg,纳米氧化钛65kg,纳米黑炭45kg,生物炭42kg,石灰10kg,粉煤灰11kg。
[0014] 实施例1-实施例3的制备方法,包括S1、石灰以及粉煤灰在115℃条件下烘干48h,过1mm尼龙筛备用;同时,纳米铁、纳米氧化钛、纳米黑炭锌、生物炭在80℃条件下烘干28h,过1mm尼龙筛备用;
S2、将纳米铁、纳米氧化钛、纳米黑炭锌、生物炭混合均匀,搅拌速度120r/min,搅拌时间110min;
S3、最后加入石灰、粉煤灰,搅拌速度110r/min,搅拌时间155min,得到产品。
[0015] 将实施例1~实施例3制备的土壤修复剂进行镉污染土壤修复试验,具体如下:田间试验在江苏省南京市溧,表1为不同土层深度的土壤性质,试验作物为四月慢油菜,2019年4月28日播种,6月02日收获,田间试验分为四组,①对照组,不使用修复剂、②
2
实施例1、③实施例2、④实施例3,每组试验面积25m。
[0016] 利用电感耦合等离子体质谱仪测定植物样品中的Cd、Cr含量,见表2;每个试验组取土壤样品,利用连续提取方法测定Cd、Cr在使用修复剂后的土壤中的吸附形态,主要测定水溶态、可交换态和EDTA提取态含量,见表3。
[0017] 表1 不同土层土壤性质表2 植物样品中的Cd、Cr含量
表3 Cd、Cr在土壤中的吸附形态
综合表2、表3可知,本发明对镉镍污染土壤的修复具有优异显著的效果,是一种高效的复配型土壤修复剂材料。
[0018] 除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
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