一种重金属污染土壤用钝化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种重金属污染土壤用钝化剂，属于土壤改良剂技术领域。本发明专利技术经硝酸热混后，可使得活性污泥所含胡敏素生成小分子量的胡敏素，降低重金属在土壤中的生物有效性，达到钝化效果，使得蛋白质的粘度增大，也可对重金属离子进行包裹，降低其在土壤中迁移性。以蕈菌子实体为原料进行培养，其含有的海藻糖成分，提高重金属污染区植物的生长和抗逆水平，其结构中的羧基含有负电荷，可结合土壤中的氨、铵态氮形成络合物，对植物进行支持保护，协同对重金属进行处理，改善土壤结构。本发明专利技术解决了目前常用重金属污染土壤用钝化剂原位钝化土壤重金属的功能差，不能改善土壤结构、增加土壤孔隙度，且对该土壤上的植物支持保护不佳的问题。

A Passivator for Heavy Metal Contaminated Soil

The invention discloses a passivator for heavy metal contaminated soil, which belongs to the technical field of soil amendment. After hot mixing with nitric acid, the humin contained in activated sludge can be produced into small molecular weight humin, the bioavailability of heavy metals in soil can be reduced, the passivation effect can be achieved, the viscosity of proteins can be increased, and the heavy metal ions can be wrapped to reduce their migration in soil. Mushroom fruiting bodies were cultured as raw materials, which contained trehalose to improve the growth and stress resistance of plants in heavy metal contaminated areas. Carboxyl groups in their structures contained negative charges. They could form complex with ammonia and ammonium nitrogen in soil, support and protect plants, and coordinate the treatment of heavy metals to improve soil structure. The invention solves the problems of poor function of in-situ passivation of heavy metals in soils polluted by commonly used heavy metals, inability to improve soil structure, increase soil porosity, and poor support and protection of plants on the soil.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤用钝化剂
本专利技术属于土壤改良剂
，具体涉及一种重金属污染土壤用钝化剂。
技术介绍
环境重金属污染是不可忽视的重大环境问题。重金属中尤以汞、镉、铅、砷、铬对人类健康危害最大，常被称为“五毒元素”。重金属通过不同途径进入土壤环境，土壤中的重金属经过复杂的物理、化学反应，大部分以各种形态滞留在土壤中，同时重金属在作物可食部分积累并进入食物链循环，从而对人体健康构成威胁。此外，由于绝大多数重金属在土壤环境中不经历微生物或化学降解过程，因此，进入土壤的重金属可不断累积并最终产生污染危害，同时受污染的土壤还可通过渗漏、径流、扬尘等途径成为水体和大气重金属污染源。目前，对于土壤重金属污染的治理途径主要有两种：通过适当方法改变重金属在土壤中的存在形态，降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性；从土壤中移除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。围绕这两种治理途径，已相应地提出许多物理、化学和生物的治理方法。其中，通过施用适当的钝化剂以降低重金属在土壤中的生物有效性，从而减少植物对重金属的吸收和积累，这种治理方法由于成本低、效果显著，且易于实施而得到广泛应用。随着工业化、城镇化的快速发展，采矿、有色金属冶炼、电镀、合金制造等行业产生的“三废”通过大气沉降、污水灌溉和污泥施肥进入土壤环境，加重了土壤中重金属污染；而且，土壤中重金属也会通过淋溶和径流污染地下水和地表水。因此，土壤重金属污染严重影响人类健康和农业经济、生态环境的可持续发展。钝化剂包括有机钝化剂和无机钝化剂。施用无机钝化剂能大幅度降低土壤中有效态重金属的含量,进而有效抑制植物体内含量，但大量施用无机钝化剂会对土壤的物理性质产生一定的影响，整体肥力水平也会下降，造成作物的减产。有机钝化剂兼具钝化重金属及改善土壤理化性质两种功能，但是却存在易分解，钝化作用不持久的缺点。目前常用的重金属土壤钝化剂的材料有粘土矿物、农业废弃物、炭材料、磷矿粉、石灰性物质、有机肥及微生物发酵液等，这些材料成本较高、应用广适性差，不合理的施入后会改变土壤的原始理化性质，如磷矿粉的过量使用会引起土壤磷的流失，且磷材料中可能含有其他的重金属，有机肥的过量使用也可能增加土壤的Cu、Zn、Cd、Pb等重金属的含量。因此，亟需寻找一种兼具无机和有机钝化剂优点的复合重金属钝化剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前常用重金属污染土壤用钝化剂原位钝化土壤重金属的功能差，不能改善土壤结构、增加土壤孔隙度，且对该土壤上的植物支持保护不佳的问题，提供一种重金属污染土壤用钝化剂。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种重金属污染土壤用钝化剂，包括如下组分：4~8份三乙胺、2~5份单乙醇胺、1~4份聚丙烯酰胺、6~10份悬铃木果毛处理料、4~8份十六烷基三甲基溴化铵、50~70份水、25~50份重金属钝化料A、10~15份重金属钝化料B。所述重金属钝化料A的制备方法，包括如下步骤：（1）取活性污泥干燥，粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~12加入盐酸溶液浸泡，过滤，取滤渣水洗，干燥，取干燥物按质量比1：8~14加入试剂A混合搅拌，过滤，取沉淀用HCl溶液洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1：2~4加入硝酸溶液，于70~85℃搅拌混合，冷却，过滤，取滤饼干燥，得污泥处理物；（2）于40~55℃，取醋酸乙烯按质量比3：7~14：2：30加入丙烯酸、次磷酸钠、NaOH溶液混合，通入氮气保护，升温至75~85℃，再加入丙烯酸质量1~4%的过硫酸铵混合，保温反应，得反应料，取污泥处理物按质量比4~8：3：0.1加入反应料、助剂混合，于60~75℃搅拌，冷却，即得重金属钝化料A。所述步骤（1）中的试剂A：按质量比8~13：3取氢氧化钠溶液、碳酸钠混合，即得试剂A。所述步骤（2）中的助剂：按质量比2~5：1取硬脂酸镁、微晶石蜡混合，即得助剂。所述重金属钝化料B的制备：取蕈菌子实体用乙醇溶液冲洗，干燥，切成小块，按5%的接种量接种至PDA培养基，于27~22℃培养3~5天，挑取菌丝按5%的接种量接种至种子培养基，于26~32℃培养3~5天，得种子培养液，取种子培养液按5%的接种量接种至发酵培养基，于25~30℃，震荡摇床培养3~5天，出料，灭菌，离心，收集离心物用水洗涤，干燥，粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比1：6~10加入试剂B混合，于45~65℃，搅拌，过滤，取滤饼按质量比12~20：1加入添加剂混合，研磨，即得重金属钝化料B。所述种子培养基：按质量份数计，取20~40份麸皮、10~15份马铃薯、4~8份葡萄糖、0.2~0.5份NaH2PO4、0.1~0.4份维生素B6、5~10份酵母膏、600~900份水混合，灭菌，即得种子培养基。所述发酵培养基：按质量份数计，取20~35份马铃薯、4~8份葡萄糖、0.2~0.5份NaH2PO4、0.1~0.4份维生素B6、5~10份酵母膏、3~7份酪素、600~900份水混合，灭菌，即得发酵培养基。所述试剂B：按质量比8~13：1取柠檬酸钠溶液、巯基乙醇混合，即得试剂B。所述添加剂：按质量比1：3~7取碳酸氢钠、硅酸钠混合，即得添加剂。所述悬铃木果毛处理料：取悬铃木果毛用无水乙醇洗涤，干燥，粉碎过筛，收集过筛颗粒，取过筛颗粒按质量比1：25~40加入PBS缓冲液混合搅拌，加入过筛颗粒质量8~14%的聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌，过滤，取滤渣冷冻干燥，即得悬铃木果毛处理料。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以活性污泥为原料，对其中的腐植酸类成分进行多次酸浸处理，在此过程中，便于一些相似的结构单元组成的高分子化合物发生活化作用，提高其离子交换性能及对重金属离子的生物络合性能，并且，在经硝酸热混后，可使得活性污泥所含胡敏素生成小分子量的胡敏素，能够提高其生物活性，便于胡敏酸等可通过络合反应与重金属离子如镉离子发生反应，生成稳定络合物，将其固定在土壤中，降低重金属在土壤中的生物有效性，达到钝化效果，同时，对蕈菌处理的过程中，所产生的蛋白质及有机质又可为重金属离子所破坏，使得蛋白质的粘度增大，空间结构变得松散，也可对重金属离子进行包裹，降低其在土壤中迁移性，对重金属离子起到钝化效果；（2）本专利技术以蕈菌子实体为原料进行培养，再对其培养物进行处理，其含有的海藻糖成分，可与本体系内部含氮成分进行复配，促进植物的光合作用速率，加强代谢，提高重金属污染区植物的生长和抗逆水平，其自身还具有络合重金属的作用，从而减少作物因吸收利用而造成的重金属污染，其结构中的羧基电解产生大分子负电荷，可结合土壤中的氨、铵态氮形成络合物，提高土壤的肥力，并且，后续对悬铃木果毛的处理，也可进一步提高土壤的保水透气性能，从土壤环境、植物、本钝化剂三方协同，其中，有效组分随小分子成分一起渗透土壤中，并和重金属离子发生结合，形成金属盐或是以膜的形式覆盖在污染金属表面，能够改变污染金属的分散状态和存在形式，使其转变为稳定的、无污染活性的组分，提高对重金属的钝化效果；（3）本专利技术使用具有良好的吸附包容能力悬铃木果毛处理料，可起到对含氮养分进行储存作用，抑制其向硝态氮及亚硝态氮的转化，达到减少氮素损失及长期供氮的目的，从而可在钝化重金属离子的同时，对植物进行支持保护，协本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染土壤用钝化剂，按质量份数计，包括如下组分：4~8份三乙胺、2~5份单乙醇胺、1~4份聚丙烯酰胺、6~10份悬铃木果毛处理料、4~8份十六烷基三甲基溴化铵、50~70份水，其特征在于，还包括：25~50份重金属钝化料A、10~15份重金属钝化料B。

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤用钝化剂，按质量份数计，包括如下组分：4~8份三乙胺、2~5份单乙醇胺、1~4份聚丙烯酰胺、6~10份悬铃木果毛处理料、4~8份十六烷基三甲基溴化铵、50~70份水，其特征在于，还包括：25~50份重金属钝化料A、10~15份重金属钝化料B。2.根据权利要求1所述一种重金属污染土壤用钝化剂，其特征在于，所述重金属钝化料A的制备方法，包括如下步骤：（1）取活性污泥干燥，粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~12加入盐酸溶液浸泡，过滤，取滤渣水洗，干燥，取干燥物按质量比1：8~14加入试剂A混合搅拌，过滤，取沉淀用HCl溶液洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1：2~4加入硝酸溶液，于70~85℃搅拌混合，冷却，过滤，取滤饼干燥，得污泥处理物；（2）于40~55℃，取醋酸乙烯按质量比3：7~14：2：30加入丙烯酸、次磷酸钠、NaOH溶液混合，通入氮气保护，升温至75~85℃，再加入丙烯酸质量1~4%的过硫酸铵混合，保温反应，得反应料，取污泥处理物按质量比4~8：3：0.1加入反应料、助剂混合，于60~75℃搅拌，冷却，即得重金属钝化料A。3.根据权利要求2所述一种重金属污染土壤用钝化剂，其特征在于，所述步骤（1）中的试剂A：按质量比8~13：3取氢氧化钠溶液、碳酸钠混合，即得试剂A。4.根据权利要求2所述一种重金属污染土壤用钝化剂，其特征在于，所述步骤（2）中的助剂：按质量比2~5：1取硬脂酸镁、微晶石蜡混合，即得助剂。5.根据权利要求1所述一种重金属污染土壤用钝化剂，其特征在于，所述重金属钝化料B的制备：取蕈菌子实体用乙醇溶液冲洗，干燥，切成小块，按5%的接种量接种至PDA培养基，于27~22℃培养3~5天，挑取...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷小成，
申请(专利权)人：雷小成，
类型：发明
国别省市：湖南,43