一种重金属土壤淋洗剂及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种重金属土壤淋洗剂及其使用方法，属于重金属污染土壤修复技术领域，先将壳聚糖在处理液中进行处理得到第一产物，再与环氧氯丙烷交联，最后在改性液中进行改性并磁化，得到淋洗剂。本发明专利技术制得的重金属土壤淋洗剂，比传统的EDTA淋洗剂更环保，同时又比易降解的植物淋洗剂具备更好的淋洗效果，磁性处理使得淋洗剂易回收，不会造成残留，避免给土壤造成二次污染。土壤造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属土壤淋洗剂及其使用方法


[0001]本专利技术涉及重金属污染土壤修复
，尤其涉及一种重金属土壤淋洗剂及其使用方法。

技术介绍

[0002]重金属对土壤造成的污染具有普遍性、隐蔽性、滞后性、不可降解性等特点。土壤中的重金属元素可通过水循环、大气循环等方式进入生物圈，并在生物体内富集，与生物体内的蛋白质和各类酶产生剧烈的互相作用，致使其失去原有的活性，乃至诱发人体产生难以治愈的疾病，对社会经济稳定以及人体健康都造成了极大的危害。我国土壤环境污染超标率为16.1％，耕地部分污染超标率高达19.4％，其中重金属镉、镍、砷、铜、汞、铅、铬、锌这八类重金属在土壤环境中存在严重超标，超标率依次为7.0％、4.8％、2.7％、2.1％、1.6％、1.5％、1.1％、0.9％。重金属污染目前已经严重威胁到我国国土资源以及人民生命健康，必须给予重视。
[0003]我国在重金属土壤修复方面的技术由最开始以物理修复为主，发展到现在，更多采用物理、化学修复技术为主，生物修复为辅的修复路线，化学的淋洗修复技术是一种异位修复，将土壤批量转移用淋洗剂进行淋洗，使土壤中重金属从固相转移至液相，再把淋洗剂收集起来，这样可以较彻底去除污染土壤中的重金属，因其周期短，修复效率高，以此得到广泛的关注和研究。土壤淋洗修复由于具有时间短、见效快、不受污染程度限制等因素具有其他修复方法不可比拟的优越性。但是淋洗剂也有本身的污染等环境问题，目前常采用以EDTA为螯合剂淋洗的方法异位修复重金属污染土壤，效果较好，但是EDTA本身生物降解性差，并且EDTA对重金属的活化能力与螯合能力正相关，EDTA通过螯合作用对土壤中重金属有二次活化的影响，使重金属的生物有效性增强，施入土壤中还会和其他阳离子结合，大幅降低土壤中的有机质，EDTA在淋洗后不易回收，容易残留在土壤中造成二次污染，下雨时会随着雨水冲刷后流入水体中，而以茶皂素为淋洗剂虽然容易降解，但是淋洗效果较差，固定重金属的能力差且费用较高。因此需要一种淋洗效果好、螯合能力强的同时又容易回收，不会残留在土壤中造成二次污染的淋洗剂。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种重金属土壤淋洗剂及其使用方法，以解决土壤淋洗剂不易回收和淋洗效果不理想的问题。
[0005]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0006]一种重金属土壤淋洗剂，包括以下原料：壳聚糖10
‑
14质量份、处理液50
‑
200质量份、改性液10
‑
70质量份、环氧氯丙烷4
‑
8质量份、三羟甲基氨基甲烷盐酸溶液0.1
‑
5质量份、Fe3O40.01
‑
1质量份。
[0007]进一步，所述处理液包括以下质量份原料：氢氧化钠1
‑
5份、一氯乙酸5
‑
10份、乙醇50
‑
70份、聚氧乙烯脂肪醇醚0.8
‑
3.2份、苯甲醛10
‑
24份。
[0008]进一步，所述改性液为3
‑
8g/L的L
‑
3,4
‑
二羟基苯丙氨酸溶液和10
‑
12g/L的3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷溶液混合而成，其中L
‑
3,4
‑
二羟基苯丙氨酸溶液和3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷溶液的质量比为5：1。
[0009]本专利技术中重金属土壤淋洗剂的制备方法包括以下步骤：
[0010]A、将壳聚糖置于处理液中，升温至第一温度，在第一温度下反应0.5
‑
2h，得到混合液，用醋酸调节pH值至6.5
‑
7.0，用乙醇水溶液对反应产物进行洗涤抽滤，将滤饼干燥粉碎后过100目筛，得到第一产物；
[0011]B、向第一产物中加入苯甲醛和水，调节pH至9
‑
10，在第二温度下加入环氧氯丙烷进行交联反应，反应完成后再加入到pH为7.5
‑
11的三羟甲基氨基甲烷盐酸溶液中，加入改性液，在第三温度下于氮气氛围中反应11
‑
25h，待反应结束后抽滤，得到初产物；
[0012]C、将初产物、Fe3O4加入3wt％的醋酸溶液中，再滴加入氢氧化钠溶液中得混合溶液，于100
‑
800rpm下搅拌10
‑
60min，将溶液中凝固析出的沉淀物取出即得淋洗剂。
[0013]选择壳聚糖做淋洗剂的基体材料，对其改性增加对重金属的螯合能力，先使壳聚糖在氢氧化钠的作用下被解离，在处理液中与聚氧乙烯脂肪醇醚和一氯乙酸发生亲核取代反应，接入大量的对重金属螯合能力强的羧基基团，同时还提高了亲水性，避免了后续产物只能溶于酸溶液中使用，解决了有机质溶出，导致土壤酸化的问题。在苯甲醛和环氧氯丙烷的作用下，在羟基上发生交联，其中的环氧基与L
‑
3,4
‑
二羟基苯丙氨酸溶液和3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷溶液改性接入重金属离子螯合的氨基基团，使得吸附住的重金属不易脱离重新返回土壤，造成二次污染，最后滴入碱液不溶而沉淀成球的过程，包裹分散在碱液里的磁性颗粒，交联固定后得到磁性良好的淋洗剂，使其容易被回收和二次利用。
[0014]进一步，所述第一温度为40
‑
70℃，第二温度为40
‑
60℃，第三温度为20
‑
45℃。
[0015]进一步，所述使用方法包括以下步骤：
[0016]A、称取制备的淋洗剂溶解于水溶液中，淋洗剂与水的质量比为1:2，配置成淋洗液；
[0017]B、将重金属污染土壤和淋洗液混合浸泡，进行搅拌，静置沉降后过滤，对滤液施加200
‑
400Gs的外磁场进行螯合重金属后的淋洗液的收集。
[0018]进一步，所述重金属污染土壤和淋洗液的固液比为1：10。
[0019]有益效果：
[0020]1、本专利技术制得的淋洗剂回收率高，残留量少，因此不会被雨水冲走污染地下水，且淋洗剂溶于水，不需要使用酸溶液溶解，残留在土壤中不会酸化土壤，也不会二次活化重金属，因此不会造成二次污染。
[0021]2、本专利技术通过引入了大量重金属螯合基团，形成了以壳聚糖为骨架的螯合结构，增强了淋洗剂对重金属的吸附固定能力，提高了淋洗剂淋洗重金属离子的能力。
具体实施方式
[0022]以下将结合实施例对本专利技术进行详细说明：
[0023]实施例1：处理液的制备
[0024]混合3g氢氧化钠、8g一氯乙酸、60g乙醇、2g聚氧乙烯脂肪醇醚、17g苯甲醛，即可制得处理液。
[0025]实施例2：改性液的制备
[0026]100mL的5g/L的L
‑
3,4
‑
二羟基苯丙氨酸溶液和200mL浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属土壤淋洗剂，其特征在于，所述重金属土壤淋洗剂包括以下质量份原料：壳聚糖10
‑
14份、处理液50
‑
200份、改性液10
‑
70份、环氧氯丙烷4
‑
8份、三羟甲基氨基甲烷盐酸溶液0.1
‑
5份、Fe3O40.01
‑
1份。2.根据权利要求1所述的一种重金属土壤淋洗剂，其特征在于，所述处理液包括以下质量份原料：氢氧化钠1
‑
5份、一氯乙酸5
‑
10份、乙醇50
‑
70份、聚氧乙烯脂肪醇醚0.8
‑
3.2份、苯甲醛10
‑
24份。3.根据权利要求1所述的一种重金属土壤淋洗剂，其特征在于，所述改性液为浓度为3
‑
8g/L的L
‑
3,4
‑
二羟基苯丙氨酸溶液和浓度为10
‑
12g/L的3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷溶液混合而成，其中L
‑
3,4
‑
二羟基苯丙氨酸溶液和3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷溶液的质量比为5：1。4.根据权利要求1至3的任一项所述的一种重金属土壤淋洗剂，其特征在于，所述淋洗剂的制备方法包括以下步骤：A、将壳聚糖置于处理液中，升温至第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：程静秋，徐树兰，彭欣怡，张丽，梅颜，
申请(专利权)人：中科检测技术服务重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：