[发明专利]一种重金属吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及重金属污染环境修复的技术领域，具体涉及一种重金属吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。通常采用一些方法将废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的金属化合物或元素，经沉淀和上浮从废水中去除，如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀(或上浮)法、隔膜电解法等；还有将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，如反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。这些方法均具有各自的优点和局限性。 

土壤中的重金属由于其本身的不可降解性，但又可能向水体和植物迁移，容易被农作物富集，降低农产品品质，并通过食物链危害人类的身体健康。因此，土壤中的重金属是一类潜在危害性很大的污染物。从治理结果的角度看，土壤重金属污染治理分为重金属污染控制和重金属污染修复两类技术；从是否涉及生命体系而言，又分为生物技术和非生物技术，通常生物技术主要包括微生物技术和植物修复技术，非生物技术主要是物理化学技术。

污染控制技术主要集中在两方面：一方面是固定化，主要利用物理化学手段或微生物等手段来改变重金属的形态价态，使重金属形成不溶性或移动性差、毒性小的物质而降低其在土壤中的生物有效性，减少其向水体和植物及其它环境单元的迁移，实现污染土壤的重金属污染控制；另一方面是筛选低积累或不吸收重金属的作物，或者通过叶面喷施药剂、根际施肥等其他手段妨碍作物吸收重金属，从而防止重金属沿食物链危害人体健康。但当土壤pH、植物根系或微生物分泌物、有机质和溶解性有机碳含量等因素改变，可能将固定态重金属转化为植物容易吸收的可交换态重金属，对植物造成危害；尽管玻璃化技术可很大程度上避免重金属再度活化，但其极大地改变了土壤理化性质，使其不宜耕种。筛选低积累或不吸收重金属的作物往往由于耗时长、新作物品种生物量小等因素而影响生产，同时农产品品质以及经济价值不能确定且大面积推广应用也受很大限制；至于叶面或根际喷施药剂等手段来妨碍作物吸收重金属也只能某种程度上暂时发挥作用，而农作物轮作改变品种之后的效果不明且药剂对作物产量及品质等方面的影响很少有人提及，同时重金属仍存在于土壤中。土壤中的重金属不固定则会迁移污染地下水等其他环境，而固定下来又容易活化，因此重金属的污染控制技术不能从根本上治理重金属污染，从而相应技术的推广应用受限。

污染修复技术主要有客土换土、淋洗、萃取、热处理、植物修复、电动修复等方法。客土换土法主要是指通过深翻到土壤底层、或在污染土壤上覆盖清洁土壤、或将污染土壤挖走换上清洁土壤等方法；换土法能够有效地将污染土壤与生态系统隔离，从而减少它对环境的影响；但是该方法因为工程量大，费用高，只适宜用于小面积的、土壤污染严重的状况；同时，不能将污染物质取出也会对环境产生一定风险。利用化学或生物试剂来增强重金属在土壤中的移动性，并通过洗脱的方式将淋洗液集中处理，从而可将重金属从土壤中有效去除，达到清洁土壤的目的；被经常使用的化学试剂包括有EDTA，DTPA，无机酸、小分子有机酸和表面活性剂等；但淋洗技术只能去除土壤中可以被淋洗剂溶解的重金属, 在粘质土壤上的应用效果较差, 在淋洗剂的作用下土壤的肥力性质可能变劣。萃取或热处理方法目前仅适用于汞污染或有机污染土壤的修复。植物修复则耗时长，同时一般超累积植物生物量小且植物残体的处理也比较麻烦。

总的来说，水环境及土壤重金属污染控制和污染修复的各种技术均存在各自的优势和局限性，需根据处理的对象、处理的场所以及相关的环境条件因地制宜选择相应的污染治理措施。

中国专利文献申请号200610023576.5公开了一种同时脱除氯化氢和汞蒸气的吸附剂的制备方法，是将膨润土悬浮液和十六烷基三甲基溴化铵混合，加入十二胺和聚已烯醇再混合，然后加入正硅酸乙酯得到沉淀，将沉淀物经干燥得到粉体，粉体浸泡在氯化镁、四氯化钛和氯化铝的混合溶中静置24小时，滴加过量的稀氨水进行反应,最后将产物干燥,经300～600℃退火制得所述吸附剂。制备的吸附剂能够同时脱除氯化氢和汞蒸气。

中国专利文献申请号200610050424.4公开了一种印染/染料废水的处理方法，是在每升印染/染料废水中加入0.001g~0.1g阳离子表面活性剂，再加入0.25g~2.5g天然膨润土，搅拌反应0.5~2小时即可。所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵等。用该方法处理废水后的膨润土能够重复利用。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术中的上述不足，提供一种重金属吸附剂，可适用于污染水体、污染土壤等多种环境。