[发明专利]淀粉改性氧化铁的制备方法及其在修复污染地下水的应用

说明书

提供一种淀粉改性氧化铁的制备方法及其在修复污染地下水上的应用，淀粉改性氧化铁制备方法包括：在pH值11～13的环境下，淀粉和氧化铁进行螯合反应，将淀粉负载在氧化铁表面，得到淀粉改性氧化铁。本发明所述的制备方法原材料简单易得，制备方法可操作性强，制作成本低廉，可进行批量式生产。本发明所述淀粉改性氧化铁在修复污染地下水的应用上，能够显著提高Fe^III氧化铁生物还原效率和污染物去除效率。

技术领域

本发明涉及地下水污染修复领域，特别是涉及一种氧化铁生物还原修复地下水污染的技术方法，更具体地涉及一种使用淀粉对氧化铁进行改性，从而提升Fe^III生物还原效率的地下水污染修复技术。

背景技术

根据生态环境部发布的2019年《中国生态环境状况公报》显示，我国地下水质量状况总体上并不乐观，全国1万多个国家级地下水水质监测点位当中，劣五类水体占比涨到18.8％，主要污染超标指标为锰、铁、总硬度，包括氟化物、氨氮等，地下水污染防治工作仍面临巨大压力。据公开报道资料显示，近年来我国地下水污染事件仍呈高发势态，如山东省淄博市博山经济开发区银龙村地下水污染事件，河北渗坑地下水污染事件等；与之而来的，我国逐步实施了数十个地下水污染治理工程，取得了良好的工程治理效果与成功案例。但与欧美发达国家相比，我国的地下水环境污染治理尚处于起步阶段且经验仍显不足，亟需研发低能耗、经济可行的新型地下水污染修复材料、新技术。

由于地下水污染的复杂性和隐蔽性，地下水污染修复难度大、耗时长、成本高。受污染地下水中溶解氧很容易被消耗，污染越严重的区域耗氧速率越快。近年来，厌氧微生物在地下环境中污染物衰减修复过程扮演的重要角色，引起了研究人员的关注。在一些被污染的地下水含水层的厌氧场地中，微生物能够在厌氧或缺氧条件下利用Fe^III氧化铁矿物作为电子受体，以有机物、氨氮为电子供体，进行自身新陈代谢、污染物衰减降解。举特例来说，某些Fe^III还原菌(如地杆菌、希瓦氏菌等)对苯、及芳香族化合物的自然降解能力非常显著。

影响Fe^Ⅲ生物还原降解污染物速率和反应程度的因素有很多，其中Fe^Ⅲ的存在形态(结晶态或溶解态)是决定性因素之一。一般而言，天然地下水含水层中氧化铁一般为弱晶型态或溶解态，而地表广泛存在的天然氧化铁矿物(如赤铁矿、纤铁矿等)多为强晶型态、非溶解态，其矿物性质较为稳定、热力学稳定性较高，因此氧化铁矿物生物还原效率较慢，虽然分布广泛、价格低廉，但应用于地下水污染物效果往往受限。

因此，如何提高天然Fe^III氧化铁矿物(如赤铁矿、纤铁矿等)的生物还原效率，提升地下水污染物的去除效果，研发出经济高效、绿色可行的Fe^III氧化铁矿物地下水修复新材料，对于实现天然Fe^III氧化铁矿物的工程化应用尤为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种淀粉改性氧化铁的制备方法，其包括：淀粉和氧化铁混合得到混合溶液，将所述混合溶液的pH值调节为11～13，所述淀粉和所述氧化铁进行螯合反应，将所述淀粉负载在所述氧化铁表面。

在某些实施方式中，所述的修复污染地下水的淀粉改性氧化铁的制备方法中，包括：制备浓度为5g/L～7g/L的淀粉储备液。

在某些实施方式中，所述的修复污染地下水的淀粉改性氧化铁的制备方法中，包括：在所述螯合反应中，按照每4g～6g所述氧化铁与0.120L～0.150L所述淀粉储备液的比例进行混合得到混合液。

在某些实施方式中，所述的修复污染地下水的淀粉改性氧化铁的制备方法中，包括：用NaOH将所述混合液的pH值调节为11～13。