[发明专利]一种针对铬污染土壤的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体涉及一种采用槲皮素作为修复药剂修复被铬污染土壤的方法

背景技术

铬是工业生产中的常用元素。铬在自然界中的多以Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)两种价态存在，两者的毒性和化学性质相差甚大，其中六价铬具有很强的毒性、生物活性和迁移性，对人体的健康具有很大的威胁。土壤对六价铬的吸附固定能力较低，仅为8.5％～36.2％。铬污染土壤的修复治理主要是针对六价铬的处理。固化稳定化技术是当前铬污染土壤治理领域研究的热点。固化稳定化技术是通过向土壤中添加能将六价铬还原成三价铬的修复药剂然后再利用固化剂将土壤固化的技术。目前常用的修复药剂主要有铁系物、硫系物及低分子有机物。

铁系物、硫系物作为传统的固化稳定化技术修复药剂，虽然对铬污染土壤的修复具有很好的效果，但其易造成二次污染，且对土壤的理化性质具有负面的影响，造成土壤功能缺失。同时由于受知识产权等问题限制，国内自主的修复药剂种类有限，难以满足日益增多的铬污染土壤的修复要求。因此，迫切需要一种应用广泛、且环境友好的新型修复药剂。

槲皮素分子式C₁₅H₁₀O₇，为五羟黄酮，化学式如下：

其分子中的双键基团和羟基基团具有孤对电子，能与过渡金属如六价铬离子发生螯合作用，形成槲皮素金属配合物。槲皮素易于获得，是普遍存在于自然界的黄酮类化合物，它广泛存在于植物的根、叶、茎、果实中。同时还具有很好的药用价值，是一种绿色健康的化合物，目前对槲皮素的研究主要集中在理化性质和提取方法等领域，而利用槲皮素作为修复药剂修复被铬污染土壤的技术尚属空白。

发明内容

本发明旨在针对传统固化稳定化技术所使用的亚铁盐、硫化物等修复药剂修复铬污染土壤易造成二次污染且对土壤理化性质会造成负面影响的问题，提出一种环境友好且适用于不同污染程度和方式的铬污染土壤的修复方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种针对铬污染土壤的修复方法，采用以槲皮素作为土壤修复药剂，修复铬污染土壤。

传统的传统固化稳定化技术所使用的亚铁盐、硫化物等修复药剂修复铬污染土壤易造成二次污染且对土壤理化性质会造成负面影响。本发明通过大量研究，意外发现使用槲皮素作为修复药剂修复六价铬污染土壤具有突出的技术效果，解决了长期以来富含六价铬的污染土壤的修复问题。

具体地，本发明优选包含以下步骤：

步骤1)、将槲皮素粉末加入甲醇中，充分溶解，得到槲皮素的甲醇溶液；

步骤2)、将所述槲皮素的甲醇溶液与铬污染土壤混合均匀，控制其含水率为20％～60％，得铬污染土壤混合物；

步骤3)、将所述铬污染土壤混合物放置在20～45℃温度环境下，修复培养。

本发明所使用的槲皮素不会对环境造成二次污染，且来源广泛，易于获取。

为了实现更好的修复效果，本发明所述步骤2)中，优选铬污染土壤混合物的含水率为20％～50％，槲皮素的使用量为土壤所含六价铬摩尔量的3～12倍。

本发明所述的方法，可适用于不同铬污染程度的土壤，尤其对于六价铬含量在10⁵mg/kg以下的铬污染土壤处理效果更佳。控制含水率的适当范围以及槲皮素用量，可以有效促进槲皮素中的有效成分与铬发生螯合反应的发生，提高修复效果。

进一步地，所述步骤2)中，优选铬污染土壤混合物的含水率30％～40％，槲皮素的使用量为土壤所含六价铬摩尔量的6～9倍。

本发明所述的修复方法，其中的修复培养可以采用本领域的常规的培养条件，但本发明为了进一步改善修复效果，对于培养条件也同时做出了具体选择：铬污染土壤混合物在20～30℃温度条件下，修复培养的时间为3天～1年，优选铬污染土壤混合物修复培养的时间为3天～0.5年，更优选修复培养的时间为3～28天。

本发明通过研究发现：针对同一六价铬浓度的铬污染土壤，修复剂用量的不同，会导致修复时间以及修复效果的差异性。为确保本发明所述方法更具针对性，发明人针对六价铬浓度为3000mg/kg以下的最常见的铬污染土壤进行了大量实验研究，进一步提出了槲皮素的用量以及修复条件的最佳匹配关系，具体优选的修复方案如下：

针对六价铬浓度为1000mg/kg以下的铬污染土壤，当槲皮素的使用量为土壤所含六价铬摩尔量的3～6倍时，所需修复培养时间为3～28天。