[发明专利]一种用于双酚A污染土壤的固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于双酚A污染土壤的固化剂及其制备方法和应用。这种固化剂为荔枝树枝生物炭。同时也公开了这种荔枝树枝生物炭固化剂的制备方法。还公开了一种固定土壤中双酚A的方法，是将双酚A污染的土壤与荔枝树枝生物炭固化剂混合，进行双酚A的固定化。应用本发明掺杂荔枝树枝生物炭土壤固定化双酚A，可以有效利用废弃资源、变废为宝、操作简单、效果显著、费用相较于其他固定剂要相对低廉、同时又可改良土壤，因而具有很高的实用性和应用价值。

技术领域

本发明涉及一种用于双酚A污染土壤的固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

内分泌类干扰物近年来成为一类新型的有机污染物。作为内分泌类干扰物的一种典型污染物，双酚A由于其化学结构类似于雌二醇和乙烯雌酚，因而具有和其他环境激素一样的效应，能模仿或感染内源性雌激素，发挥拟雌激素的作用，即使浓度处在ng/L时也会对生物体生殖、生长发育、神经系统、免疫系统等多方面产生不利影响。由于双酚A在有氧条件下易被降解，人们很少关注其危害对其认识不足，但在缺氧或无氧条件下双酚A能长时间残留并产生危害，例如深层土壤，及地下水中。因此降低双酚A在环境中迁移性的研究是十分必要的。

目前，控制土壤中双酚A的污染迁移主要集中于生物降解法、化学法、物理原位固定法等去除土壤中双酚A的相关研究。其中生物降解法中常用恶臭假单胞菌及短杆菌等进行土壤双酚A的降解，但是此类生物降解方法存在诸多缺点，如：原位处理深层土壤双酚A污染时，由于用到的菌株多为好氧型，其生物降解过程需要不断地进行土壤氧气的补充；同时生物降解法所用到的微生物需要分离、纯化及培养等前提步骤，另外所应用的微生物对原有土著微生物的生态影响也需要考虑。有学者借助电化学方法降解土壤中双酚A，通过直接与高反应活性的电极反应，或与阳极高产生的强氧化性的HO·自由基反应，达到降低双酚A生物毒性的目的，而这类技术实际应用费用相对昂贵，并且对于土壤环境的要求相对较高。另外也有学者借助化学淋洗法对于污染双酚A土壤进行处理，但此方法处理大面积土壤污染时，处理过程相对繁杂，并且会产生二次污染，产生遗留问题。与生物处理法和化学处理法相比，物理原位固定法由于操作简单、费用低廉以及处理效果明显而成为研究热点。

原位固定化技术是一种原位处理处置污染物的技术，使用其处理污染的土壤目前被视为一种潜在有效的处理方式。双酚A由于极性较强且具有较大的水溶性，使得其极易在降雨等地表径流的作用下发生迁移转化而进入地表或地下水体。若适当改变外界条件，使不稳定的双酚A变为稳定的状态，则可以减少双酚A由土壤向水体迁移的能力，从而降低双酚A对于环境的潜在危害。通过向土壤中掺杂适量的化学试剂，有机质等，降低污染物的迁移性和毒性，以实现土壤中双酚A的固定化。在实际操作中，固定化技术多偏重与土壤重金属污染的研究，如：通过向掺杂磷灰石或鸟粪石固定化土壤中的重金属离子Pb²⁺。而有关土壤双酚A的研究虽有研究但其实验数据并不贴近于实际情况，使得土壤双酚A固定技术并未应用于实际。

生物炭是由富含碳的生物质在限氧情况下经热解产生的富有孔隙结构、含碳量高、高度芳构化的碳质材料，近年来，生物炭主要用于固炭、提升土壤肥力和农作物增产，同时由于其具有较高的pH、较大的孔隙度以及丰富的含氧官能团，对于水、土壤或沉积物中重金属及有机物有较好的吸附固定作用。生物炭作为一类新型的环境功能材料受到广泛关注。同时有研究表明，木质材料中因其木质素及纤维素高于其他类型原材料，使得制备所得其产率，比表面积，以及产生官能团数量均相对较高，对于有机污染物的吸附效果相对较好。

荔枝作为我国华南地区的原产水果，种植总面积约900万亩，每年修剪下来的果木残枝量约6.5×10⁵t。而这些残枝的80％消耗途径集中于烧柴。随着农村城市化进程的加快，传统的燃料方式将逐渐消失，残枝的消耗使用也将逐渐减少，造成大量残枝堆放，带来严重的不良后果。同时，由于残枝自身带有许多病原菌，且露天堆放容易产生细菌，进而污染土质和水源，影响农民生活环境。因此，加快对果树残枝进行残枝治理及资源化利用势在必行。

发明内容