一種鋅汙染土壤修復劑及其製備方法與流程
2024-04-04 15:46:05 2
本發明涉及土壤修復
技術領域：
，具體是一種鋅汙染土壤修復劑及其製備方法。
背景技術：
：近年來，伴隨著礦山開採、城市化進程、交通運輸、牧場汙灌、汙泥農用以及肥料的施用，使大量鋅元素進入土壤系統。土壤中鋅重金屬汙染具有隱蔽性、長期性和不可逆性等特點，其汙染物在介質中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解，還可經食物鏈傳遞等途徑危害到人類健康，造成不可估量的影響，因此，土壤鋅汙染治理與修復迫在眉睫。目前，對於鋅汙染土壤的處理主要應用吸附法、微生物法進行處理，但是成本高、能耗大、操作困難、易產生二次汙染，另外採用植物修復技術的，所用修復植物要麼處理能力不足，要麼處理能力好但是對所修復土壤上的原有物種帶來了生態危機，所以急需研究一種不會產生二次汙染、處理鋅汙染土壤能力強的藥劑。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種處理能力強、不會產生二次汙染的鋅汙染土壤修復劑及其製備方法。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種鋅汙染土壤修復劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土34-39份、波登仙草7-11份、漂浮鏈絲藻3.5-5.5份、石灰22-26份；其中，波登仙草與漂浮鏈絲藻的用量比為2：1；所述的改性菱鎂土的製備步驟為：將菱鎂土烘乾，粉碎，過120-150目篩，得菱鎂土粉末；將菱鎂土粉末與其質量的0.12-0.15倍量的聚乳酸混合後，再與其質量之和的3-4倍量的體積濃度為75-80％的乙醇溶液混合，接著在功率為250-260W、頻率為28-30kHz的超聲波條件下處理20-25min，經減壓濃縮除去乙醇、150-154℃溫度下乾燥1-2h，得到改性菱鎂土。作為本發明進一步的方案：按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土36-38份、波登仙草8-9份、漂浮鏈絲藻4.0-4.5份、石灰23-25份。作為本發明進一步的方案：按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土37份、波登仙草8.8份、漂浮鏈絲藻4.4份、石灰24份。所述的鋅汙染土壤修復劑的製備方法，包括以下步驟：(1)首先將波登仙草和漂浮鏈絲藻混合，粉碎，過250-300目篩，得混合粉末，備用；(2)接著按照石灰：水的質量比為1：1的比例，往石灰中加水混合，在功率為140-150W、頻率為20-22kHz的超聲波條件下處理15-18min，得到混合漿體；(3)然後將改性菱鎂土加入混合漿體內，加熱至78-84℃，在該溫度條件下，繼續以功率為160-180W、頻率為24-26kHz的超聲波處理20-24min，得到混合溶液；(4)待混合溶液冷卻至42-45℃後，加入混合粉末，重新加熱至50-55℃，再以功率為380-420W、頻率為34-36kHz的超聲波處理5-8min，得到半成品；(5)最後將半成品置於預熱到85℃的鼓風烘箱中，乾燥處理4-6h，得到所述的鋅汙染土壤修復劑。所述的鋅汙染土壤修復劑在製備重金屬鋅汙染土壤修復用藥劑方面的應用。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明採用改性菱鎂土、波登仙草、漂浮鏈絲藻、石灰四種組分的復配方式，其中，波登仙草與漂浮鏈絲藻的用量比為2：1，製得一種能顯著降低土壤中浸出鋅的含量的土壤修復劑，該修復劑所用原料均是天然的、可生物降解的，因此，既不會對所修復土壤造成二次汙染，也不會對所修復土壤上的物種構成生態危機，值得大力推廣使用。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1本發明實施例中，一種鋅汙染土壤修復劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土34份、波登仙草11份、漂浮鏈絲藻5.5份、石灰26份；所述的改性菱鎂土的製備步驟為：將菱鎂土烘乾，粉碎，過120目篩，得菱鎂土粉末；將菱鎂土粉末與其質量的0.12倍量的聚乳酸混合後，再與其質量之和的3倍量的體積濃度為80％的乙醇溶液混合，接著在功率為250W、頻率為28kHz的超聲波條件下處理25min，經減壓濃縮除去乙醇、150℃溫度下乾燥2h，得到改性菱鎂土。所述的鋅汙染土壤修復劑的製備方法，包括以下步驟：(1)首先將波登仙草和漂浮鏈絲藻混合，粉碎，過250目篩，得混合粉末，備用；(2)接著按照石灰：水的質量比為1：1的比例，往石灰中加水混合，在功率為140W、頻率為20kHz的超聲波條件下處理15min，得到混合漿體；(3)然後將改性菱鎂土加入混合漿體內，加熱至78℃，在該溫度條件下，繼續以功率為160W、頻率為24kHz的超聲波處理20min，得到混合溶液；(4)待混合溶液冷卻至42℃後，加入混合粉末，重新加熱至50℃，再以功率為380W、頻率為34kHz的超聲波處理5min，得到半成品；(5)最後將半成品置於預熱到85℃的鼓風烘箱中，乾燥處理4h，得到所述的鋅汙染土壤修復劑。實施例2本發明實施例中，一種鋅汙染土壤修復劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土39份、波登仙草7份、漂浮鏈絲藻3.5份、石灰22份；所述的改性菱鎂土的製備步驟為：將菱鎂土烘乾，粉碎，過150目篩，得菱鎂土粉末；將菱鎂土粉末與其質量的0.15倍量的聚乳酸混合後，再與其質量之和的4倍量的體積濃度為75％的乙醇溶液混合，接著在功率為260W、頻率為30kHz的超聲波條件下處理20min，經減壓濃縮除去乙醇、154℃溫度下乾燥1h，得到改性菱鎂土。所述的鋅汙染土壤修復劑的製備方法，包括以下步驟：(1)首先將波登仙草和漂浮鏈絲藻混合，粉碎，過300目篩，得混合粉末，備用；(2)接著按照石灰：水的質量比為1：1的比例，往石灰中加水混合，在功率為150W、頻率為22kHz的超聲波條件下處理18min，得到混合漿體；(3)然後將改性菱鎂土加入混合漿體內，加熱至84℃，在該溫度條件下，繼續以功率為180W、頻率為26kHz的超聲波處理24min，得到混合溶液；(4)待混合溶液冷卻至45℃後，加入混合粉末，重新加熱至55℃，再以功率為420W、頻率為36kHz的超聲波處理8min，得到半成品；(5)最後將半成品置於預熱到85℃的鼓風烘箱中，乾燥處理6h，得到所述的鋅汙染土壤修復劑。實施例3本發明實施例中，一種鋅汙染土壤修復劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土36份、波登仙草9份、漂浮鏈絲藻4.5份、石灰25份；所述的改性菱鎂土的製備步驟為：將菱鎂土烘乾，粉碎，過120目篩，得菱鎂土粉末；將菱鎂土粉末與其質量的0.12倍量的聚乳酸混合後，再與其質量之和的3倍量的體積濃度為80％的乙醇溶液混合，接著在功率為250W、頻率為28kHz的超聲波條件下處理25min，經減壓濃縮除去乙醇、150℃溫度下乾燥2h，得到改性菱鎂土。所述的鋅汙染土壤修復劑的製備方法，包括以下步驟：(1)首先將波登仙草和漂浮鏈絲藻混合，粉碎，過250目篩，得混合粉末，備用；(2)接著按照石灰：水的質量比為1：1的比例，往石灰中加水混合，在功率為150W、頻率為20kHz的超聲波條件下處理18min，得到混合漿體；(3)然後將改性菱鎂土加入混合漿體內，加熱至78℃，在該溫度條件下，繼續以功率為180W、頻率為24kHz的超聲波處理24min，得到混合溶液；(4)待混合溶液冷卻至42℃後，加入混合粉末，重新加熱至55℃，再以功率為380W、頻率為36kHz的超聲波處理5min，得到半成品；(5)最後將半成品置於預熱到85℃的鼓風烘箱中，乾燥處理6h，得到所述的鋅汙染土壤修復劑。實施例4本發明實施例中，一種鋅汙染土壤修復劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土38份、波登仙草8份、漂浮鏈絲藻4.0份、石灰23份；所述的改性菱鎂土的製備步驟為：將菱鎂土烘乾，粉碎，過150目篩，得菱鎂土粉末；將菱鎂土粉末與其質量的0.15倍量的聚乳酸混合後，再與其質量之和的4倍量的體積濃度為75％的乙醇溶液混合，接著在功率為260W、頻率為30kHz的超聲波條件下處理20min，經減壓濃縮除去乙醇、154℃溫度下乾燥1h，得到改性菱鎂土。所述的鋅汙染土壤修復劑的製備方法，包括以下步驟：(1)首先將波登仙草和漂浮鏈絲藻混合，粉碎，過300目篩，得混合粉末，備用；(2)接著按照石灰：水的質量比為1：1的比例，往石灰中加水混合，在功率為140W、頻率為22kHz的超聲波條件下處理15min，得到混合漿體；(3)然後將改性菱鎂土加入混合漿體內，加熱至84℃，在該溫度條件下，繼續以功率為160W、頻率為26kHz的超聲波處理20min，得到混合溶液；(4)待混合溶液冷卻至45℃後，加入混合粉末，重新加熱至50℃，再以功率為420W、頻率為34kHz的超聲波處理8min，得到半成品；(5)最後將半成品置於預熱到85℃的鼓風烘箱中，乾燥處理4h，得到所述的鋅汙染土壤修復劑。實施例5本發明實施例中，一種鋅汙染土壤修復劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性菱鎂土37份、波登仙草8.8份、漂浮鏈絲藻4.4份、石灰24份；所述的改性菱鎂土的製備步驟為：將菱鎂土烘乾，粉碎，過150目篩，得菱鎂土粉末；將菱鎂土粉末與其質量的0.14倍量的聚乳酸混合後，再與其質量之和的3.5倍量的體積濃度為78％的乙醇溶液混合，接著在功率為255W、頻率為29kHz的超聲波條件下處理22min，經減壓濃縮除去乙醇、152℃溫度下乾燥1.5h，得到改性菱鎂土。所述的鋅汙染土壤修復劑的製備方法，包括以下步驟：(1)首先將波登仙草和漂浮鏈絲藻混合，粉碎，過300目篩，得混合粉末，備用；(2)接著按照石灰：水的質量比為1：1的比例，往石灰中加水混合，在功率為145W、頻率為21kHz的超聲波條件下處理17min，得到混合漿體；(3)然後將改性菱鎂土加入混合漿體內，加熱至82℃，在該溫度條件下，繼續以功率為170W、頻率為25kHz的超聲波處理22min，得到混合溶液；(4)待混合溶液冷卻至44℃後，加入混合粉末，重新加熱至54℃，再以功率為400W、頻率為35kHz的超聲波處理6min，得到半成品；(5)最後將半成品置於預熱到85℃的鼓風烘箱中，乾燥處理5h，得到所述的鋅汙染土壤修復劑。對比例1在實施例5的基礎上，以普通菱鎂土取代改性菱鎂土，其餘與實施例5完全相同。對比例2在實施例5的基礎上，以波登仙草取代漂浮鏈絲藻，其餘與實施例5完全相同。對比例3在實施例5的基礎上，以漂浮鏈絲藻取代波登仙草，其餘與實施例5完全相同。對比例4在實施例5的基礎上，以普通菱鎂土取代改性菱鎂土，以波登仙草取代漂浮鏈絲藻，其餘與實施例5完全相同。對比例5在實施例5的基礎上，以普通菱鎂土取代改性菱鎂土，以漂浮鏈絲藻取代波登仙草，其餘與實施例5完全相同。取受重金屬鋅汙染的土壤樣品，利用化學浸提法測定了土壤中浸出鋅的含量為2740mg/kg。接著按照每1kg土壤樣品配15g修復劑的比例，分別將實施例1-5及對比例1-5製得的修復劑加入對應的土壤樣品中，充分混合均勻，靜置3天，即完成修復，再利用化學浸提法測定修復后土壤中浸出鋅的含量，修復後的土壤中浸出鋅的含量如表1所示。表1修復后土壤中浸出鋅的含量項目浸出鋅的含量(mg/kg)浸出鋅含量的下降率(％)實施例148582.3實施例245583.4實施例340885.1實施例439585.6實施例534287.5對比例1156742.8對比例2110459.7對比例3141948.2對比例4171537.4對比例5177835.1由表1可以看出：本發明修復劑能顯著降低土壤中的浸出鋅的含量；對比實施例5和對比例1-5，可以看出，本發明修復劑中改性菱鎂土、波登仙草、漂浮鏈絲藻、石灰四種組分的復配方式能夠顯著降低土壤浸出鋅的含量。對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁1 2 3