重金属污染土壤的修复方法与修复土壤重金属污染钝化剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，更具体地说，特别涉及一种重金属污染土壤的修复方法与一种修复土壤重金属污染钝化剂。
【背景技术】
[0002]土壤重金属污染修复的技术原理可概括为:
[0003](I)以降低污染风险为目的，通过改变污染物在土壤中的存在形态或改变其与土壤的结合方式，降低其在环境中的可迀移性与生物可利用性；
[0004](2)以削减污染总量为目的，通过处理将有害物质从土壤中去除，以降低土壤中有害物质的总浓度。
[0005]基于上述两种基本原理，人们提出物理、化学和生物三种修复类型。
[0006]其中物理方法主要包括物理分离法、新土置换法、固化稳定法、蒸气抽提、空气喷射、热解吸以及电动力法等；
[0007]化学方法主要包括溶剂萃取法、化学淋洗、氧化法、还原法以及钝化技术等；
[0008]生物修复方法可分为微生物修复、植物修复与动物修复三种，其中植物修复主要有根部过滤技术、植物提取技术、植物挥发技术和植物稳定化技术；微生物修复主要包括原位修复投菌法、生物培养法以及生物通气法和异位修复的预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理以及常规的堆肥法；动物修复主要是利用土壤中的某些低等动物(如蚯蚓和鼠类)吸收土壤中的重金属，从而在一定程度上降低污染土壤中重金属的含量。
[0009]以上各修复方法都有其优缺点，并且大都针对土壤中某单一重金属污染，对于土壤中多种重金属并存的复合污染修复有一定的局限性。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供一种抗菌蛋白的制备方法，用以解决上述技术问题。
[0011 ] 为此，本发明提供了如下技术方案。
[0012]本发明提供了一种重金属污染土壤的修复方法，采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等制成的粉状颗粒物混合到土壤中；
[0013]上述粉状颗粒物中含有胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸等多种氨基酸，基于其富含的官能团，通过生物化学反应能够与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的生物可利用性以及植物的吸收。
[0014]本发明还提供了一种修复土壤重金属污染钝化剂，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，对所述原料进行粉碎处理并制成粉状成品。
[0015]优选地，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，通过高压蒸煮、干燥、粉碎等工艺制成粉状成品；其中，高压蒸煮的蒸汽压力为440-450千帕，温度为121°C，高压蒸煮时间为25-35分钟。
[0016]优选地，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，通过初步水解后再145-155°C的温度下膨化制成粉状成品。
[0017]在本发明提供的重金属污染土壤的修复方法中，基于生物有机质富含多种官能团，通过生物化学反应能够与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的生物可利用性以及植物的吸收。
[0018]本发明提供的修复土壤重金属污染钝化剂，采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，对所述原料进行粉碎处理并制成粉状成品。这些粉状物之中含有谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸等多种氨基酸，其中胱氨酸的含量一般在3%左右。通过生物化学反应能够与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的生物可利用性以及植物的吸收。用这些粉状物质作为钝化剂去修复重金属污染的土壤和处理含有重金属的固体废弃物。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明一种实施例中重金属污染土壤的修复方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0022]请参考图1，图1为本发明一种实施例中重金属污染土壤的修复方法的流程图。
[0023]本发明是基于生物有机质富含多种官能团，通过生物化学反应能够与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的生物可利用性以及植物的吸收。
[0024]重金属在土壤中可与有机质中的巯基(RSH)、羧基(RCOOH)、羟基(ROH)形成稳定的络合物，特别是与巯基(RSH)的络合稳定性更强。
[0025]巯基(RSH)是蛋白质和酶的正常成份，主要以半胱氨酸形式存在，L-半胱氨酸是组成蛋白质的20多种氨基酸中惟一具有还原性基团巯基(-SH)的氨基酸。半胱氨酸分子式为HSCH2CH (NH2) C00H，为含硫α -氨基酸之一，存在于许多蛋白质、谷胱甘肽中，半胱氨酸所含的巯基(-SH)能强烈的螯合多种重金属，其作用主要是通过巯基与重金属离子不同的结合能力来实现的，即R-S-M，(Μ为金属离子)。
[0026]鉴于半胱氨酸与胱氨酸可以互相转化，而胱氨酸多含于动物毛发、指爪等角蛋白中，其蛋白质化学成分与一般蛋白质的成分一样，不同的是其分子形状似纤维，分子结构中多肽链之间形成了很多二硫键(-S-S-)，二硫键(disulfidebond)是肽链上2个半胱氨酸(cysteine，简称Cys)残基的巯基基团发生氧化反应形成的共价键，具有链内二硫键和链间二硫键两种形式。
[0027]与氨基酸的氨基氮原子之间形成的稳定共价键不同，二硫键容易被还原而断裂，断裂后可再次氧化重新形成二硫键，因而是可以动态变化的化学键。二硫键即S-S键，是两个巯基被氧化而形成的-S-S-形式的硫原子间共价键，二硫键对维持蛋白质的分子结构具有十分重要的作用。伴随二硫键的形成，半胱氨酸残基转变为胱氨酸残基。而肽链上的两个半胱氨酸残基的巯基(-SH)基团是鳌和重金属的重要官能团，必须采用特殊方法破坏其二硫键，还原为巯基(-SH)基团。
[0028]家禽的羽毛和家畜的蹄壳、角、毛等是屠宰场的废弃物，我国年产羽毛、蹄壳、角、毛等几十万吨，选择这些原料采用目前较常用的高压蒸煮水解角蛋白质的工艺流程，即高压加热蒸煮一干燥一粉碎，其中蒸汽压力445千帕，温度121°C，蒸煮30分钟左右；也可以用膨化法加工角质蛋白工艺，将初步水解的羽毛、蹄壳，放在150C温度环境下膨化。最终得到羽毛粉、蹄角粉、羊毛粉、牛毛粉、猪毛粉等粉状物质。这些粉状物之中含有谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸等多种氨基酸，其中胱氨酸的含量一般在3 %左右。
[0029]用这些粉状物质作为钝化剂去修复重金属污染的土壤和处理含有重金属的固体废弃物。
[0030]修复土壤重金属污染可将钝化剂均匀撒在土壤上，通过翻耕、浇灌保持土壤较高的含水率；也可将钝化剂放入水中直接浇灌土壤，但要使土壤全部被水浸泡。
[0031]含有重金属的固体废弃物的治理可视固体废弃物种类，采用粉碎、搅拌、浸泡等多种方式用钝化剂进行处理。
[0032]钝化剂的使用量要根据土壤或固体废弃物中重金属种类、含量的多少来决定，修复、处理可多次反复进行，直至达到修复、处理的标准要求。
[0033]—般哺乳动物的毛发制作的钝化剂的处理能力要强于羽毛制作的钝化剂，在修复中度污染的土壤，钝化剂的使用量按重量比为:I (钝化剂):30?500 ( 土壤干重)，如按钝化剂与土壤比为1: 60，修复含24mg/kg六价络的土壤，可以将土壤六价络降到到2mg/kg以下。对于含六价络固废的处理，按钝化剂与固废比为1: 100，处理85mg/kg六价络的固废，可将六价铬降到lmg/kg以下。
[0034]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种重金属污染土壤的修复方法，其特征在于， 采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等制成的粉状颗粒物混合到土壤中； 上述粉状颗粒物中含有胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸等多种氨基酸，基于其富含的官能团，通过生物化学反应能够与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的生物可利用性以及植物的吸收。2.一种修复土壤重金属污染钝化剂，其特征在于， 以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，对所述原料进行粉碎处理并制成粉状成品。3.根据权利要求2所述的修复土壤重金属污染钝化剂，其特征在于， 以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，通过高压蒸煮、干燥、粉碎等工艺制成粉状成品； 其中，高压蒸煮的蒸汽压力为440-450千帕，温度为121°C，高压蒸煮时间为25-35分钟。4.根据权利要求2所述的修复土壤重金属污染钝化剂，其特征在于， 以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，通过初步水解后再145-155°C的温度下膨化制成粉状成品。
【专利摘要】一种重金属污染土壤的修复方法，采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等制成的粉状颗粒物混合到土壤中；上述粉状颗粒物中富含有胱氨酸，在土壤中胱氨酸转换为半胱氨酸，半胱氨酸与土壤中的重金属进行螯合作用。基于生物有机质富含多种官能团，通过生物化学反应能够与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的生物可利用性以及植物的吸收。一种修复土壤重金属污染钝化剂，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄壳、角、毛等为原料，对原料进行粉碎处理并制成粉状成品。修复土壤重金属污染钝化剂中含有谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸等多种氨基酸，上述氨基酸与重金属形成具有一定稳定程度的金属有机络合物，降低重金属污染物。
【IPC分类】B09C1/08
【公开号】CN105080959
【申请号】CN201510475572
【发明人】张自学
【申请人】张自学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月6日