本发明专利技术公开了一种应用去除土壤中重金属的多孔复合材料的制备方法，它将无机材料及有机材料经混合、成型、干燥、烧结等工序制成多孔材料基材，再将多孔材料用酸活化，最后再在有机或无机溶液中，用对重金属有吸附、络合和化学键合功能的硅烷偶联剂或其他有机分子处理而得到功能分子层，从而制得所需多孔复合材料。本发明专利技术的多孔复合材料应用于含有重金属的土壤修复具有对重金属高选择性和高效吸附的特点，该多孔材料使用量小并且使用寿命长达3-5年。该技术可以广泛应用于农田或者耕作土壤的修复并且不影响农作物的正常耕作和生产。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及农业生产中土壤培养
，具体涉及一种应用去除土壤中重金属 的多孔复合材料及其制备方法。
技术介绍
1. 1 "镉大米"的严重性及危害性 2013湖南统计年鉴显示，2012年湖南全省粮食播种面积493. 7万公顷，水稻产量2631 万吨，占全国水稻产量12. 9%，是全国最大水稻主产区。但近几年来，关于镉米的风波层出 不穷。早在2002年，农业部所做的稻米安全性抽检结果显示，镉超标率为10. 3%，2006年 湖南株洲爆出镉米超标导致村民不适，2008年四川成都抽检检出镉米超标，2011年，南京 农业大学潘根兴教授公布2007年做的170个样品检测超标率也约为10%，而2013年广东 省公布的抽样调查显示，高达44. 4%的米和米制品超标，而湖南则是镉米风波的风暴中心。 2013年广东报道的湖南"镉大米"事件中，镉的含量最高可达每公斤1. 005毫克，这个数值 几乎与日本"高镉"地区产的大米持平。广东省质监局公布的镉超标名单显示，湖南的株洲、 衡阳、郴州、益阳、常德称为"镉大米"重灾区，尤其以株洲下属的攸县地区为甚。 左雄建通过对不同时期，不同地区的稻米样品所检测出来的重金属超标情况进 行分析，结果显示湖南省的稻米重金属污染主要是以镉污染为主，重金属残留超标率在 2010-2011年从33. 9%上升到47. 3%，湘东地区为重金属污染较为严重的地区。湖南稻米农 药残留及重金属超标现状及控制对策研究，左雄建 "镉大米"不仅挫伤了湖南粮食的交易，更威胁着湖南人民的身体健康。稻米是人类食 用的主食之一，因此，稻米作为食物链中的一个重要环节，最可能将镉带入人体，而镉一旦 进入人体，基本没有半衰期，而且也暂时没有特效药可以将其排除体外，将会对人体带来无 法挽回的痛症，甚至死亡。 1. 2 土壤镉污染现状 "镉大米"主要来源于受镉污染的土地。2005年4月至2013年12月，我国开展了首次 全国土壤污染状况调查。调差结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污 染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率 为16. 1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11. 2%、2. 3%、1. 5%和I. 1%。污 染类型以无机型为主，超标点位数占全部超标点位的82. 8%。镉污染物点位超标率最高，达 7. 0%〇 中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2010年发布的《我 国稻米质量安全现状及发展对策研究》称，我国1/5的耕地受重金属污染，其中镉污染耕地 涉及11省25个地区。在湖南、江西等长江以南地带，这一问题更加突出。 2012年底，湖南省农业厅曾在全省耕地质量工作会上披露，目前湖南省农产品产 地重金属污染总体已呈现出从轻度污染向重度复合型污染发展、从局部污染向区域污染发 展、从城市郊区向广大农村发展的趋势。主要集中在株洲、衡阳、娄底、郴州等湘江流域的工 业密集区、工矿开采区及周边地区。湖南全省被重金属污染的耕地占全省耕地面积的25%。 中国社会科学院发布的2012年城乡一体化蓝皮书中指出，根据农业部门近5年农业环境 质量定位监测的结果，仅湘江流域粮食产地受重金属污染的面积已逾118万亩。其中重度 污染的约19万亩，占16%，主要污染物为镉、砷等，尤以镉的污染最为严重，土壤镉的超标率 高达64%。而在2014年1月11日由曙光环保发起的"重金属污染防治国际合作论坛"上， 来自湖南省有色金属研究院的黄顺红院长也提到"2012年，湖南全省重点区域水稻产地有 78. 1%受到镉等重金属污染，其中重度污染为44. 4%，轻度污染为33. 7%"。 2014年3月在 湖南省政府召开的新闻发布会上，湖南省国土资源厅厅长等有关负责人介绍了《湖南省第 二次土地调查主要数据成果》有关情况，调查结果显示，长株潭地区、湘南地区有部分耕地 受到中、重度污染，不宜耕种。 镉于土壤的危害，在于一旦被污染，恢复到去污染状态需要很长时间。目前还没有 特效的解毒药物可供使用，而进入到人体的镉，生物学半衰期长达10?30年。 1. 3 土壤镉污染预防对策及修复技术 1. 3. 1 土壤镉污染预防对策 农田土壤中镉的来源，主要是通过以下三种方式：1)气溶胶沉降：颗粒较小的镉气溶 胶可以通过气流在一定范围内输送，并沉降下来；2)污水灌溉：灌溉水镉超标，而作物对镉 有几百倍的浓缩作用；3)污泥堆肥及化肥带来的污染：肥料本身含有一定的Cd,数年的施 用可能带来重金属的累积。因此，要预防农田土壤的镉污染，就得从气、灌溉水及农田管理 做起。 镉气溶胶，主要来源于湖南为数众多的冶金工业，对冶金工业进行治理，从源头削 弱镉及其它重金属对环境的污染。 灌溉水，即要求对进入农田的水源进行治理。从重金属治理技术层面来讲，水相中 的重金属处理要较土壤中的重金属易处理得多，因此，作为农田镉污染的一个重要污染源， 对灌溉水的镉及其它重金属预防或治理是非常重要的一个方面。 水相中重金属治理的方法众多，目前，常用的处理方法有三类：第一类是水相中 重金属离子通过发生化学反应除去的方法，具体方法有沉淀法、化学还原法、电化学还原法 等；第二类是使水相中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸咐、浓缩、分离的方 法，具体方法有沸石吸附、大洋多结核矿吸附、膨润土吸附、溶剂萃取法、离子交换法；第三 类是借助微生物或植物的吸收、积累、富集等作用去除水相中重金属的方法，具体方法有生 物絮凝法、生物吸附法、植物整治法等。 (3 )肥料，一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之，氮肥和 钾肥含量较低，但氮肥中铅含量较高，其中As和Cd污染严重。合理施用化学肥料是必需 的，但施用过量也会造成土壤或地下水的污染。 1. 3. 2 土壤镉污染修复技术 当前，世界各国很重视对重金属污染修复方法研究，并开展广泛的研究工作。修复土壤 重金属污染的途径主要有两种，一是改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定，降低其在 环境中的迁移性和生物可利用性；二是从土壤中去除重金属。围绕这两种修复途径，已相应 地提出各自的物理、化学和生物修复技术。 (1)物理修复技术 物理修复技术包括：1)客土，在污染的土壤上加入未污染的新土；换土，将以污染的土 壤移去，换上未污染的新土；翻土，将污染的表土翻至下层；去表土，将污染的表土移去等。 1975年，日本修复被镉污染的土壤，使用了置换土壤，把镉土埋到25厘米深的地下。但是 40年过去了，受害者仍然生活在不安中，日本社会也为此付出了巨大的经济代价，而土地污 染的阴影仍未消除。 2)淋洗法，就是用淋洗液或加入含有能提高重金属水溶性的某种化学物质的水把 污染物冲至根外层，再用含有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，以防止污染地下水。淋洗法对于烃、硝酸盐及重金属的重度污染效果较好，适 合于轻质土壤，但投资较大，易造成地下水污染及土壤养分流失，土壤变性。 当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用去除土壤中重金属的多孔复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）称取一定量的多孔材料原材放入球磨罐内，再加水、分散剂混合，并置入磨球，让混合材料在球磨罐内进行球磨；2）取出球磨后的浆料过筛网，装入不锈钢盘内，然后一起放入烘箱进行烘干；3）把干燥完成的泥粉通过挤压机进行成型成球，把球放入烘箱干燥，干燥水分低于0.8%，最后使用电炉在还原或者氧化气氛中，在500‑1000℃的温度下烧结，从而得到了多孔性材料基体；4）将经过步骤3）制得的多孔性材料基体浸泡在浓度为0.5‑5%的稀酸溶液中，在50‑90℃的温度下放置0.1‑5小时，然后在80‑150℃的温度下干燥；5）将经过步骤4）取得的产物再投入有机液体或者水溶液中，在50‑150℃的温度下与硅烷偶联剂或有机分子溶液中反应，从而合成多孔复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：奉向东，
申请(专利权)人：格丰科技材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。