[发明专利]一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用

说明书

本发明“一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用”，属于土壤修复技术领域。所述重金属污染土壤修复剂包括：具有MgO‑H基团和‑Si‑O^‑基团的镁改性蒙脱石。所述重金属污染土壤修复剂的制备方法包括：将葡萄糖、碱式碳酸镁、蒙脱石在60～70℃下充分反应得到的沉淀物进行煅烧。所述重金属污染土壤修复剂在修复重金属污染土壤方面的应用。本发明的重金属污染土壤修复剂可高效修复铜、镉、铅、锌污染土壤，成本低、操作简单、高效、环境友好。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用。

背景技术

土壤重金属污染是当今环境污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一。土壤中重金属因其移动性差、存留长、不易被降解等特点而备受关注。据环境保护部和国土资源部2014年公布《全国土壤污染状况调查公报》显示：全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。据统计，当前我国被污染的土壤面积达到5000万亩，而其中常见的重金属主要有铜、镉、铅、锌等元素，这些重金属的含量还呈逐渐上升的趋势。这就表明土壤中的重金属往往不是单一的形式存在，而是多种重金属同时存在。

重金属污染土壤的修复技术主要为原位修复。它是对土壤进行具有成本的改良，以持续降低含金属污染土壤的溶解度和植物可利用性。目前原位修复方式主要包括物理技术、化学技术和生物修复技术。物理技术包括客土和翻土法、热处理分离、动电修复和隔离包埋等。化学技术包括化学固定、化学淋洗和化学氧化还原等。生物修复技术包括植物修复、微生物修复和动物修复等。生物修复法总体存在修复效率低、处理成本高等问题。传统的物理修复方法如填埋、物理淋洗、翻土修复等工程量大，成本高、而且常常导致土壤结构破坏和某些营养元素丢失。化学固定法因具有操作简单、投资少、等特点而受到重视，常规土壤修复剂如石灰、生物碳堆肥等都存在一定的问题，如用量很大，长期使用石灰会对土壤的物理性质产生一定的影响如结块等，整体肥力水平会下降，而堆肥在土壤中很容易分解，对重金属的修复效果不强。同时这些改良剂往往对单一重金属有效，但对其他元素却无效。因此，提高该方法的关键在于开发更加高效、环保、低成本的土壤化学固定修复剂，如在多污染的土壤中进行有机和无机改良剂的共同施用。

发明内容

为了解决当前修复剂对含有多种金属元素修复效果差、不稳定的问题，本发发明提供了一种重金属污染土壤修复剂的制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于，包括：具有MgO-H基团和-Si-O^-基团的镁改性蒙脱石。

所述MgO-H基团和-Si-O^-基团位于所述镁改性蒙脱石的表面；

优选地，所述镁改性蒙脱石指氧化镁和氢氧化镁负载在蒙脱石的表面和孔隙内。

氢氧化镁蒙脱石夹层中形成团簇；

优选地，所述镁改性蒙脱石为介孔材料，孔径为11.36-30.34nm。

所述重金属污染土壤修复剂还包括：生物炭；

优选地，所述镁改性蒙脱石与生物炭的质量比为1∶0～4∶6；

优选地，所述镁改性蒙脱石与生物炭的质量比选自：1∶0、1∶9、3∶7、4∶6；

更优选地，所述生物炭为小麦秸秆生物炭。

一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括：将葡萄糖、碱式碳酸镁、蒙脱石在60～70℃下充分反应得到的沉淀物进行煅烧。

所述充分反应指：葡萄糖、碱式碳酸镁、蒙脱石分别加入烧杯并置于水浴恒温锅中进行搅拌；