[发明专利]一种土壤重金属钝化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于重金属污染土壤修复的技术领域，具体涉及一种土壤重金属钝化剂的制备方法。

背景技术

环境重金属污染是当今面临的重大环境问题。重金属中尤以汞、镉、铅、砷、铬对人类健康危害最大，常被称为“五毒元素”。重金属通过不同途径进入土壤环境，土壤中的重金属经过复杂的物理、化学反应，大部分以各种形态滞留在土壤中，同时重金属在作物可食部分积累并进入食物链循环，从而对人体健康构成威胁。此外，由于绝大多数重金属在土壤环境中不经历微生物或化学降解过程，因此，进入土壤的重金属可不断累积并最终产生污染危害，同时受污染的土壤还可通过渗漏、径流、扬尘等途径成为水体和大气重金属污染源。

目前，对于土壤重金属污染的治理途径主要有两种：（1）通过适当方法改变重金属在土壤中的存在形态，降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性；（2）从土壤中移除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。围绕这两种治理途径，已相应地提出许多物理、化学和生物的治理方法。其中，通过施用适当的钝化剂以降低重金属在土壤中的生物有效性，从而减少植物对重金属的吸收和积累，这种治理方法效果显著，且易于实施而得到广泛应用。

钝化剂包括有机钝化剂和无机钝化剂。施用无机钝化剂能大幅度降低土壤中有效态重金属的含量，进而有效抑制植物体内含量，但大量施用无机钝化剂会对土壤的物理性质产生一定的影响，破坏土壤结构、重金属二次释放、污染地表水和地下水，整体肥力水平也会下降，造成作物的减产。有机钝化剂兼具钝化重金属及改善土壤理化性质两种功能，但是却存在易分解，钝化作用不持久的缺点。而且目前常用的钝化剂对镉的钝化效果不太理想。因此，研究开发一种对镉钝化效果理想的土壤重金属钝化剂具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常用的钝化剂对镉的钝化效果不理想的缺陷，提供了一种土壤重金属钝化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：

（1）称取1～2kg牛骨，经除杂、熬煮、暴晒、粉碎和过筛，得到过筛物，取500～600g过筛物、100～120g磷酸氢二铵、60～80g磷酸二氢铵和800～1000mL水进行水热反应，反应结束后过滤，得到滤渣；

（2）将100～200g淀粉与500～600mL水，在40～50℃混合30～40min后，再加入200～300g滤渣、30～40mL二硫化碳和15～20g植物胶，得到发酵底物，将发酵底物与发酵底物质量5%的黑曲霉菌菌种混合后密封发酵，待发酵结束后，将发酵产物经高温灭菌、离心分离，得到沉淀物；

（3）将沉淀物、8～12mL巯基乙酸、3～5mL乙酸酐和0.1～0.3mL质量分数为98%硫酸溶液，在80～90℃下反应3～4h后，过滤，得到滤饼，将滤饼水洗、干燥，得到土壤重金属钝化剂。

步骤（1）中所述的水热反应的温度为150～160℃，反应时间为5～6h。

步骤（2）中所述的淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉中的一种或两种。

步骤（2）中所述的植物胶为桃胶、阿拉伯树胶、瓜尔胶中的一种或几种。

步骤（2）中所述的发酵温度为30～40℃，发酵时间为8～10天。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明利用牛骨中的碳酸钙与磷酸氢二钠、磷酸二氢钠进行水热反应，得到羟基磷灰石，镉离子可以进入羟基磷灰石结构中，大量的取代钙离子，从而使镉离子被固定在羟基磷灰石味精腔内，达到对镉钝化的作用；

（2）将淀粉、二硫化碳、羟基磷灰石等混合发酵，发酵过程中，在微生物作用下可使羟基磷灰石表面负载具有羟基和羧基的极性物质，羟基在酶作用下可与巯基乙酸反应从而引入巯基，羧基和巯基可络合重金属，增加对镉的钝化效果，而淀粉与二硫化碳在酶的催化作用下可产生黄原酯类物质，黄原酯类物质中含有多种活性基团，对多种重金属都具有良好的钝化效果，配合使用可提高对镉的钝化率。

具体实施方式