一种土壤高效修复方法技术

本发明专利技术涉及一种土壤高效修复方法，将土壤高效修复材料溶解于水中，均匀喷洒到含有重金属污染的土壤中，均匀混合，从而实现土壤的修复；所述土壤高效修复材料由秸秆胶、膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉组成，秸秆胶由天然秸秆纤维经熟化、胶质化及研磨制得。本发明专利技术制备的土壤修复材料能够实现对土壤中重金属的稳定吸附，固化时效长，且无“二次污染”问题，对土壤结构和肥力无影响，制备过程简单，操作难度小，原料易得，成本较低，可规模化推广应用。

An Efficient Method for Soil Rehabilitation

【技术实现步骤摘要】
一种土壤高效修复方法
本专利技术涉及一种土壤高效修复方法。
技术介绍
土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，是进行农业生产的基本资料。随着城市化的高速发展、工业化水平的不断提高，还有矿产开发、金属冶炼、污水灌溉、化肥农药施用等人类活动，导致含有重金属的污染物进入土壤，造成土壤污染、土壤退化、生态破坏，最终进入食物链的最顶端-人类的体内，从而危及人类健康和生命安全。重金属在进入土壤后，无法被土壤本身排除而只能被动吸附在土壤中，这也成为重金属污染的主要因素之一。此外，重金属本身的性质与土壤环境特性也可以影响吸附过程。因此，应该加大对土壤重金属污染修复的相关研究。目前，我国重金属污染面积越来越大，污染源向多元化趋势发展。耕地的超标率己在35％左右，再加上现代社会的发展日新月异，城市污水的排放量也随之增加，而城市污水排放管理中存在着很大的漏洞，这些问题均会使污染严重化，尤其是在没有严格执行污水排放管理办法的地区，污染问题会更加严重。而重金属污染过的水体一旦被农业灌溉或植物绿化所用，都会让重金属进入到土壤中，从而对土壤造成威胁。部分有色金属在开采过程中也会造成大量重金属堆积，从而使当地的重金属含量增多，造成当地的土壤严重污染。重金属污染和水体污染、大气污染有很大程度上的不同，如固废随意堆放、工厂排放三废、向海洋投放垃圾等，这些污染情况通过肉眼观察就能够知晓，而重金属污染只有通过专业工作人员利用专业的检测设备和试验仪器化验之后，才能够得出相应的结果，这也就意味着人们很难及时的发现土壤的污染情况。人们只能通过土壤中种植的一些瓜果蔬菜等作物，在经过种植、成熟后，并且经过长时间的累积后，才会通过人体的某些表现反映出来。某些重金属离子结合后会产生很大的毒性，这无疑给土壤重金属控制和修复增加了难度。土壤重金属污染具有隐蔽性、累积性、长期性等特性。土壤修复技术在发达国家拥有悠久的历史，在工业化不断进步的过程中，土壤修复技术也成为每个发达国家直接面对的挑战。土壤重金属会随着时间的增加在土壤中的累积程度也会增加，所以治理土壤污染越早越好。英国从1850年就开始制定关于土壤污染控制的方法和相关的管理法规，并开展土壤改良和修复研究。英国早期利用超富集植物修复土壤重金属污染，目前修复技术己改进为使用耐重金属污染的草本植物。因为必须以不伤害作物和土壤为前提，所以日本的灌溉水源对其水质要求非常严格。日本在乡镇建有许多小型污水处理厂，利用处理过的生活污水进行灌溉，经济且实用。约旦政府的方式是修建大型污水处理厂来为农业灌溉寻找合格用水。直至2016年6月，用AsSamra污水处理厂进行处理污水的方式己经占到约旦全国的70％左右，为约旦全国水资源节约了大概10％左右的用水，大大缓解约旦用水紧张的情况。与发达国家相比，我国对土壤污染和修复的技术起步较晚,修复过程主要分为4个阶段：在1960年以前主要的修复方法是物理修复，填埋、刮土、复土为主要方式；在1970—1980年之间依旧是物理修复,但主要技术己经发展成向土地资源稳定利用以及相关基本环境工程；在1990年左右己经发展成为物理、化学和生物恢复，土地复垦，选用先锋植物、耐重金属污染植物等修复方法；在2000年以来，修复技术已经转变为微生物、植物、动物、固化/稳定化、氧化还原、热吸附、淋洗等，其中以植物修复为重点。目前，主要用于农田重金属污染治理的技术有植物修复技术、微生物修复技术、生态修复技术等。专利文献CN108097714A公开了一种用于土壤修复的重金属固化稳定剂及制备方法，所述重金属固化稳定剂由秸秆胶、膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉组成，秸秆胶由天然秸秆纤维经熟化、胶质化及研磨制得，各组分分别对重金属离子起到吸附、聚集或固定作用，从而实现土壤中重金属离子的稳定固定。与传统方法相比，该专利技术的制备的重金属固化稳定剂实现对土壤中重金属的稳定吸附，土壤修复速度快，固化时效长，安全性高，无“二次污染”问题，同时整个制备过程简单，操作难度小，原料易得，成本较低，可规模化推广应用。然而，从使用效果数据来看，上述专利存在重金属固定率低的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中重金属固定率低的技术问题，本专利技术提出了如下技术方案：一种土壤高效修复方法，将土壤高效修复材料溶解于水中，均匀喷洒到含有重金属污染的土壤中，均匀混合，从而实现土壤的修复；所述土壤高效修复材料由秸秆胶、膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉组成，秸秆胶由天然秸秆纤维经熟化、胶质化及研磨制得，具体制备步骤如下：(1)将天然秸秆纤维与秸秆腐熟剂按一定的重量份混合均匀，堆成垛，置于露天环境中进行发酵熟化，然后向熟化的秸秆纤维中加入改性硅胶、氯化钠及氯化钙，在平板硫化机中进行加热加压处理，使秸秆纤维胶质化，然后进行烘干、粉碎，制得粉状秸秆胶；其中，天然秸秆纤维67～76重量份、秸秆腐熟剂2～4重量份、改性硅胶20～25重量份、氯化钠1～2重量份、氯化钙1～2重量份；(2)将步骤(1)所得的秸秆胶与膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉按一定的重量份混合均匀，并采用捏合机进行捏合，然后造粒，制得修复材料；其中，秸秆胶15～20重量份、膨润土22～40重量份、消石灰13～18重量份、聚丙烯酰胺6～8重量份、甲基硅酸钾12～14重量份、石膏粉14～18重量份；其中，步骤(1)所述天然秸秆纤维为小麦秸秆纤维；步骤(1)所述秸秆腐熟剂的有效活菌数为0.5亿/g。优选地，步骤(1)所述改性硅胶采用如下方法制备得到：(1)将硅胶加入到甲苯中，滴加改性剂I，惰性气体保护下，回流反应，过滤，洗涤，干燥；所述硅胶：甲苯：改性剂I为1g：10ml：1ml；所述的硅胶的粒径为60-100目；所述改性剂I的结构式如下：H2N-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-Si(OC2H5)3；(2)将改性剂II加入到乙醇中，加热使其溶解后加入步骤(1)得到的产物，回流反应，过滤，洗涤，干燥，得到改性硅胶；所述改性剂II：乙醇：步骤(1)得到的产物为1g：10ml：1g；所述改性剂II的结构式如下：优选地，步骤(1)中加热加压处理过程分两阶段进行：第一阶段加热温度为180℃，加压压力为8MPa，处理时间为15min；第二阶段加热温度为180℃，加压压力为10MPa，处理时间为15min。优选地，步骤(1)所述发酵熟化的环境温度为5～20℃，堆垛内部温度为50～70℃，熟化时间为12～18d。优选地，步骤(2)所述膨润土为钠基膨润土。优选地，步骤(2)所述石膏粉为脱硫石膏粉。本专利技术的技术方案具有如下由益效果：(1)相比于未改性硅胶，使用改性剂对硅胶进行改性处理可以显著提高硅胶的吸附固定效果进而提高修复材料的修复效果；相比于传统的WD-30偶联剂，本专利技术所选用的改性剂I更适用于硅胶的改性，可以显著提高重金属固定率；相比于使用单一的改性剂，使用多种改性剂进行复合改性可以有利于提高硅胶的吸附固定效果；此外，专利技术人进一步发现在秸秆纤维胶质化中选用分阶段增压更有利于改善秸秆纤维的胶质效果，进而提升秸秆胶以及修复材料的吸附固定效果。(2)本专利技术制备的土壤修复材料能够实现对土壤中重金属的稳定吸附，固化时效长，且无“二次污染”问题，对土壤结构和肥力无影响，制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤高效修复方法，其特征在于，将土壤高效修复材料溶解于水中，均匀喷洒到含有重金属污染的土壤中，均匀混合，从而实现土壤的修复；所述土壤高效修复材料由秸秆胶、膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉组成，秸秆胶由天然秸秆纤维经熟化、胶质化及研磨制得，具体制备步骤如下：(1)将天然秸秆纤维与秸秆腐熟剂按一定的重量份混合均匀，堆成垛，置于露天环境中进行发酵熟化，然后向熟化的秸秆纤维中加入改性硅胶、氯化钠及氯化钙，在平板硫化机中进行加热加压处理，使秸秆纤维胶质化，然后进行烘干、粉碎，制得粉状秸秆胶；其中，天然秸秆纤维67～76重量份、秸秆腐熟剂2～4重量份、改性硅胶20～25重量份、氯化钠1～2重量份、氯化钙1～2重量份；(2)将步骤(1)所得的秸秆胶与膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉按一定的重量份混合均匀，并采用捏合机进行捏合，然后造粒，制得土壤高效修复材料；其中，秸秆胶15～20重量份、膨润土22～40重量份、消石灰13～18重量份、聚丙烯酰胺6～8重量份、甲基硅酸钾12～14重量份、石膏粉14～18重量份；其中，步骤(1)所述天然秸秆纤维为小麦秸秆纤维；步骤(1)所述秸秆腐熟剂的有效活菌数为0.5亿/g。...

【技术特征摘要】
1.一种土壤高效修复方法，其特征在于，将土壤高效修复材料溶解于水中，均匀喷洒到含有重金属污染的土壤中，均匀混合，从而实现土壤的修复；所述土壤高效修复材料由秸秆胶、膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉组成，秸秆胶由天然秸秆纤维经熟化、胶质化及研磨制得，具体制备步骤如下：(1)将天然秸秆纤维与秸秆腐熟剂按一定的重量份混合均匀，堆成垛，置于露天环境中进行发酵熟化，然后向熟化的秸秆纤维中加入改性硅胶、氯化钠及氯化钙，在平板硫化机中进行加热加压处理，使秸秆纤维胶质化，然后进行烘干、粉碎，制得粉状秸秆胶；其中，天然秸秆纤维67～76重量份、秸秆腐熟剂2～4重量份、改性硅胶20～25重量份、氯化钠1～2重量份、氯化钙1～2重量份；(2)将步骤(1)所得的秸秆胶与膨润土、消石灰、聚丙烯酰胺、甲基硅酸钾、石膏粉按一定的重量份混合均匀，并采用捏合机进行捏合，然后造粒，制得土壤高效修复材料；其中，秸秆胶15～20重量份、膨润土22～40重量份、消石灰13～18重量份、聚丙烯酰胺6～8重量份、甲基硅酸钾12～14重量份、石膏粉14～18重量份；其中，步骤(1)所述天然秸秆纤维为小麦秸秆纤维；步骤(1)所述秸秆腐熟剂的有效活菌数为0.5亿/g。2.根据权利要求1所述土壤高效修复方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：济南鸿泰华丰机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37