一種用於重金屬汙染土壤的修複方法
2023-06-18 10:20:11 1
專利名稱：一種用於重金屬汙染土壤的修複方法
技術領域：
本發明涉及一種利用殼聚糖和植物修復重金屬汙染土壤的方法，屬於土壤修復技 術領域。
背景技術：
重金屬是土壤環境中一類具有潛在危害的汙染物。隨著工農業生產的發展，諸如 金屬的採掘和冶煉工業，電鍍工業，三廢的排放和農用化學品的使用等人為活動對土壤重 金屬分布的影響越來越大，以致產生了一系列的汙染問題。土壤重金屬汙染會引起土壤正常功能遭到破壞，如破壞土壤的理化性質，使土壤 板結，降低農產品的質量，特別是通過農作物對有害重金屬的富集作用。重金屬經過作物吸 收後進入食物鏈，會危害動物和人體健康，還可能通過徑流和淋溶作用汙染地表水和地下 水。土壤中的重金屬不易被生物降解，具有明顯的生物富集作用，主要是影響農作物的產量 和質量來體現其危害的，因此土壤重金屬汙染有較長的潛伏期，具有隱蔽性、不可逆性、普 遍性和表聚性等特點。利用螯合劑淋溶重金屬是近年發展起來的一種新的土壤修復技術。向汙染土壤中 施用螫合劑可使土壤固相鍵合的金屬釋放，增加土壤溶液金屬離子的濃度和活度。近年來， 已陸續有乙二胺三乙酸(HEDTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等有機螯合劑用於土壤修復，但這 些合成的化學試劑，毒性較高，易造成二次汙染。
發明內容
本發明的目的是提供一種環境友好的重金屬汙染土壤的修複方法。該方法採用一 種天然高分子聚合物，螫合土壤中吸附的重金屬，然後利用植物吸收去除，達到修復土壤的 目的。這種天然高分子聚合物來源廣泛，製備或提取方便，成本低廉。本發明中的天然高分子聚合物，廣泛存在於蝦、蟹等甲殼動物的外殼，蟑螂、蠶 (蛹)等昆蟲的表皮，以及蘑菇等菌類的細胞壁中。作為天然多糖它在地球上的蘊藏量僅次 於纖維素，是地球上第二大可再生資源，年生物合成量約為100多億噸。該天然高分子聚合物具有良好的生物相容性和生物降解性，無毒且易生物降解， 降解產物對人體也無毒副作用，在體內不積蓄，無免疫原性，曾在1991年被歐美學術界譽 為繼蛋白質、脂肪、糖類、維生素和無機鹽之後的第六生命要素。該天然高分子聚合物不僅可以促進植物細胞的活化，促進植物種子發芽、根系發 達，刺激植物性生長，還可以增加對病蟲害的自我防禦能力，增強免疫力，並具有調節植物 發育的功能，使莖竿縮短，粗壯旺盛，有利於養分最大限度的供應果實。使用該天然高分子聚合物作添加劑，可使土壤有益菌如放線菌增加1000倍、有害 菌如鐮刀菌及線蟲類等顯著減少，增強土壤供肥能力，從根本上改良土壤，根治板結，提高 土壤有機質含量，便於連作。該天然高分子聚合物分子分布著氨基羥基和羧基等基團，並能通過這些基團與多種重金屬離子形成穩定的螫合物，有利於金屬離子移動到植物根部而被吸收，能促進普通 植物富集吸收土壤中的重金屬。具體的說，本發明提供的修複方法是將天然高分子聚合物或其衍生物配成溶液， 然後將溶液噴灑於待修復土壤。一定時間後種植對重金屬吸收能能強的植物。本發明中的天然高分子聚合物可以是殼聚糖及其衍生物，甲殼素及其衍生物。天然高分子聚合物可以溶解於稀酸中製備成溶液，或者製成水溶性的衍生物，再 配成溶液。本發明中溶解聚合物的稀酸可以使檸檬酸，乙酸，鹽酸，硝酸，硫酸中的一種。本發明中的天然高分子聚合物溶液的濃度為0. 01% -5%,pH為3-6。天然高分子聚合物溶液的施用量為0.05%。-5%。(聚合物對幹土的質量濃度，W/W)
具體施方式下面通過實施例對本發明給予進一步詳細的說明。實施例1 殼聚糖溶液的製備取脫乙醯度為84%，pH為7. 2，水分6.4%，分子量為50萬的殼聚糖lg，溶於IOOml 0. lmol/L乙酸，慢速攪拌2h使殼聚糖完全溶解，獲得的殼聚糖溶液。實施例2 殼聚糖對重金屬的螯合作用將製備好的殼聚糖酸溶液由土表施入，所設置的殼聚糖對幹土的質量濃度 (W/W)為1%。在殼聚糖溶液施入土壤3d後，取樣測定。五種元素的去除率分別為Cr 30%, Cu 54%, Ni 45%, Pb 53%, Zn 55%。
權利要求
一種重金屬汙染土壤的修複方法，其特徵在於採用一類天然高分子聚合物螫合土壤中吸附的重金屬，然後利用植物吸收去除，達到修復土壤的目的。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的天然高分子聚合物為殼聚糖及其衍 生物、甲殼素及其衍生物。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於天然高分子聚合物可以溶解於稀酸中製備 成溶液，或者製成水溶性的衍生物，再配成溶液。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於溶解聚合物的稀酸可以使檸檬酸，乙酸，鹽 酸，硝酸，硫酸中的一種。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於天然高分子聚合物溶液的濃度為 0. 01% -5%, pH 為 3-6。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於天然高分子聚合物溶液的施用量為 0. 05% _5%0。
全文摘要
隨著工農業生產的發展，諸如金屬的採掘和冶煉工業，電鍍工業，三廢的排放和農用化學品的使用等人為活動對土壤重金屬分布的影響越來越大，以致產生了一系列的汙染問題。土壤重金屬汙染會破壞土壤的理化性質，使土壤板結，降低農產品的質量，特別是通過農作物對有害重金屬的富集作用，會危害動物和人體健康。本發明提供了一種重金屬汙染土壤的修複方法。該方法採用環境友好的天然高分子聚合物，螫合土壤中吸附的重金屬，然後利用植物吸收去除，達到修復土壤的目的。這種天然高分子聚合物來源廣泛，製備或提取方便，成本低廉。
文檔編號B09C1/00GK101912871SQ20101022790
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者吳小剛, 周思佳, 周青, 朱燕, 範春曉, 鄒華, 黃亞元 申請人:江南大學