一种鱼鳞粉及其在重金属土壤修复中的应用
【专利摘要】本发明提供一种鱼鳞粉，所述鱼鳞粉由鱼鳞经模拟酸雨浸泡及高低温交替处理所得，粉碎彻底，具有较大的比表面积，对重金属具有高吸附容量。本发明还提供一种利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法，所述利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法对铜、砷、汞、镉、铬、镍和锌的吸附率均达到91.2％以上，能够高效、彻底的吸附土壤中的重金属，同时抑制吸附过程中微生物的滋生，工艺简单；并且成本低，充分利用了廉价易得的废弃鱼鳞和丢弃茶梗，减少环境污染。
【专利说明】
一种鱼鱗粉及其在重金属土壤修复中的应用
技术领域
[0001] 本发明属于水产品加工废弃物处理领域，具体涉及一种鱼鳞粉及其在重金属土壤 修复中的应用。
【背景技术】
[0002] 我国是水产大国，拥有丰富的水域资源，随着现代科学技术和先进生产工艺的发 展，我国水产品加工业逐渐发展成为一个包括罐头、鱼粉、鱼油、冷冻品、鱼糜制品、干制品 和保健品等在内的加工体系。但长期以来，由于精深加工能力不足和综合利用水平有限，水 产品加工过程中产生的大量副产废弃物，除极少部分用于低值饲料、肥料开发外，绝大部分 被直接丢弃，造成严重的资源浪费和环境污染。提高水产品副产物综合利用技术水平是当 前水产品加工业发展亟待解决的问题。鱼鳞是水产加工的主要下脚料之一，约占鱼体总重 量30 %~50 %。鱼鳞富含胶原蛋白和羟基磷灰石，也含少量卵磷脂、脂肪、色素等有机物。每 年水产品加工过程中产生的鱼鳞高达50多万t，但其中约30万t被当作垃圾扔掉，浪费资源 的同时污染了环境。
[0003] 土壤是地球生态系统重要的组成部分，是人类赖以生存的物质基础。随着我国工 业和城市化的不断发展，矿产资源开采、工业和生活废水排放、化学产品、农药及化肥的广 泛使用、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染的 土壤不仅组成、结构和功能发生巨大变化，而且还会抑制用其栽种的作物根系生长和光合 作用，致使作物减产甚至绝收。更为严重的是重金属污染物不能被化学或生物降解，易通过 食物链途径在植物，动物和人体内积累，毒性大，对生态环境、食品安全和人体健康构成严 重威胁。目前，土壤重金属修复的办法主要依靠物理修复、化学固定修复、植物修复以及微 生物修复，但是物理修复难以规模化，同时会破坏土壤结构、导致生物活性、土壤肥力下降。 化学修复成本低、见效快，是较为成熟的修复技术，但容易形成"二次污染"。植物修复和微 生物修复是绿色环保的治理方法，只是目前大多还处于试验阶段，技术不够成熟。
[0004] 茶梗，特指从成品茶中拣下的叶梗。我国是茶叶经济大国，因茶梗会影响茶叶的品 质，所以在制茶过程大量茶末、茶梗等副产品作为夹杂物排拣处理，平均每年挑出的茶梗约 占茶叶毛重的20%，仅福建安溪一带每年产的茶梗、茶末就达5万t，但是大部分茶梗被当作 废弃物丢弃，造成极大的浪费。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术中水产品加工下脚料鱼鳞被大量丢弃，浪费资源的 同时还污染了环境而提供一种鱼骨粉并将其应用于重金属土壤修复中，不仅充分利用了废 弃的鱼鳞同时解决了重金属土壤修复成本高、易形成"二次污染"、技术不成熟等缺点。
[0006] 为解决上述技术问题和实现本发明目的，本发明提供的技术方案如下：
[0007] 本发明提供一种鱼鳞粉，所述鱼鳞粉的制备方法包括以下步骤：
[0008] (1)以1: 3-6的料液比往鱼鳞中添加模拟酸雨，室温下进行预处理，3d后离心去上 清，烘干；
[0009] (2)将步骤（1)中烘干的鱼鳞于-4--10 °C下冷冻30min，然后迅速置于300 °C的高温 下直至其升至500-780°C，保温1.5h，降至室温后将其粉碎；
[0010] (3)将步骤(2)中所得鱼鳞粉于5-10°C放置45min，然后迅速置于300°C的高温下直 至其升至650-780°C保温2h，降至室温后将其粉碎过250-300目筛。
[0011]进一步的，上述鱼鳞粉中所述鱼鳞粉的制备方法中步骤（1)的鱼鳞为淡水鱼鱼鳞 或海鱼鱼鳞。
[0012] 本发明的另一个技术方案为提供上述鱼鳞粉在重金属土壤修复中的应用。
[0013] 本发明的又一个技术方案为提供一种利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方 法，所述利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法包括以下步骤：
[0014] (1)按1:2-4.5的料液比往重金属土壤中添加模拟酸雨，搅拌均匀后室温浸泡3-5d，离心去上清，洗涤沉淀重金属土壤至中性并烘干过9-12目筛；
[0015] ⑵以1:1:4-7的比例混合茶梗粉、鱼鳞粉、重金属土壤，搅拌均勾后于50-75°C静 置ld，重复3次。
[0016]进一步地，上述利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法中步骤(2)的茶梗粉 为绿茶茶梗粉、红茶茶梗粉或乌龙茶茶梗粉。
[0017]进一步地，上述利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法中步骤(2)的茶梗粉 的粒度为60-100目。
[0018]鱼鳞经高低温交替处理能够粉碎得更为彻底，具有较大的比表面积，从而对重金 属具有更高的吸附容量。采用酸雨对重金属土壤进行浸泡，促进土壤中重金属的溶出释放， 使后续吸附更为彻底。茶梗中含有大量的木质素和纤维素，其中的羧基、羟基、巯基、醛基、 含氮、含磷和含硫等表面官能团能在吸附剂表面形成螯合物或络合物，在协助吸附重金属 离子的同时茶梗中含有的茶多酚具有的抑菌杀菌作用，还能防止吸附过程中微生物滋生对 吸附的影响。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0020] 1.成本低，充分利用了廉价易得的废弃鱼鳞和丢弃茶梗，工艺简单；
[0021] 2.能够高效、彻底的吸附土壤中的重金属离子；
[0022]【具体实施方式】(仪器）
[0023] 为使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对 本发明技术方案进行详细说明。
[0024] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0025] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0026] 实施例1
[0027] (1)以1: 3的料液比往淡水鱼鱼鳞中添加模拟酸雨，室温下进行预处理，3d后离心 去上清，烘干；
[0028] (2)将步骤（1)中烘干的淡水鱼鱼鳞于-4°C下冷冻30min，然后迅速置于300°C的高 温下直至其升至500°C，保温1.5h，降至室温后将其粉碎；
[0029] (3)将步骤(2)中所得淡水鱼鱼鳞粉于5°C放置45min，然后迅速置于300°C的高温 下直至其升至650°C保温2h，降至室温后将其粉碎过250目筛。
[0030] 实施例2
[0031] (1)以1:4.5的料液比往海鱼鱼鳞中添加模拟酸雨，室温下进行预处理，3d后离心 去上清，烘干；
[0032] (2)将步骤（1)中烘干的海鱼鱼鳞于-7°C下冷冻30min，然后迅速置于300°C的高温 下直至其升至640°C，保温1.5h，降至室温后将其粉碎；
[0033] (3)将步骤(2)中所得海鱼鱼鳞粉于7.5°C放置45min，然后迅速置于300°C的高温 下直至其升至715°C保温2h，降至室温后将其粉碎过275目筛。
[0034] 实施例3
[0035] (1)以1:6的料液比往海鱼鱼鳞中添加模拟酸雨，室温下进行预处理，3d后离心去 上清，烘干；
[0036] (2)将步骤（1)中烘干的海鱼鱼鳞于-10°C下冷冻30min，然后迅速置于300°C的高 温下直至其升至780°C，保温1.5h，降至室温后将其粉碎；
[0037] (3)将步骤(2)中所得鱼鳞粉于10°C放置45min，然后迅速置于300°C的高温下直至 其升至780°C保温2h，降至室温后将其粉碎过300目筛。
[0038] 实施例4
[0039] (1)按1:2的料液比往重金属土壤中添加模拟酸雨，搅拌均匀后室温浸泡3-5d，离 心去上清，洗涤沉淀重金属土壤至中性并烘干过9目筛；
[0040] (2)以1:1:4-7的比例混合60目的绿茶梗粉、实施1所得鱼鳞粉、重金属土壤，搅拌 均匀后于50°C静置ld，重复3次，检测土壤中重金属含量，结果见表1。
[0041 ] 实施例5
[0042] (1)按1: 3.3的料液比往重金属土壤中添加模拟酸雨，搅拌均匀后室温浸泡4d，离 心去上清，洗涤沉淀重金属土壤至中性并烘干过10.5目筛；
[0043] (2)以1:1:5.5的比例混合80目的红茶茶梗粉、实施例2所得鱼鳞粉、重金属土壤， 搅拌均匀后于62.5°C静置ld，重复3次，检测土壤中重金属含量，结果见表1。
[0044] 实施例6
[0045] (1)按1:4.5的料液比往重金属土壤中添加模拟酸雨，搅拌均匀后室温浸泡5d，离 心去上清，洗涤沉淀重金属土壤至中性并烘干过12目筛；
[0046] (2)以1:1:7的比例混合茶梗粉、鱼鳞粉、重金属土壤，搅拌均匀后于75 °C静置1 d， 重复3次，检测土壤中重金属含量，结果见表1。
[0047]表1修复前后土壤中重金属离子的含量
[0049]从表1可知，本发明提供的利用鱼骨粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法对重金属 离子铜、砷、汞、镉、铬、镍和锌都取得大于91. 2 %的移除率，而且对镍的移除率高达 95.68%，表明本发明提供的利用鱼骨粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法能够高效的吸附 土壤中的重金属离子。
[0050]显然，上述6个实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发 明的启示，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方 式，都属于本方面所保护的范围。
【主权项】
1. 一种鱼鳞粉，其特征在于，所述鱼鳞粉的制备方法包括以下步骤： (1) 以1:3-6的料液比往鱼鳞中添加模拟酸雨，室温下进行预处理，3d后离心去上清，烘 干； (2) 将步骤（1)中烘干的鱼鳞于-4-10°C下冷冻30min，然后迅速置于300°C的高温下直 至其升至500-78(TC，保温1.5h，降至室温后将其粉碎； (3) 将步骤(2)中所得鱼鳞粉于5-10°C放置45min，然后迅速置于300°C的高温下直至其 升至650-780°C保温2h，降至室温后将其粉碎过250-300目筛。2. 根据权利要求1所述鱼鳞粉，其特征在于，所述鱼鳞粉的制备方法中步骤（1)的鱼鳞 为淡水鱼鱼鳞或海鱼鱼鳞。3. 根据权利要求1或2所述鱼鳞粉在重金属土壤修复中的应用。4. 一种利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法，其特征在于，所述利用鱼鳞粉和 茶梗粉修复重金属土壤的方法包括以下步骤： (1) 按1: 2-4.5的料液比往重金属土壤中添加模拟酸雨，搅拌均匀后室温浸泡3-5d，离 心去上清，洗涤沉淀重金属土壤至中性并烘干过9-12目筛； (2) 以1:1:4-7的比例混合茶梗粉、鱼鳞粉、重金属土壤，搅拌均匀后于50-75Γ静置ld， 重复3次。5. 根据权利要求4所述利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法，其特征在于，所述 步骤(2)中茶梗粉为绿茶茶梗粉、红茶茶梗粉或乌龙茶茶梗粉。6. 根据权利要求5所述利用鱼鳞粉和茶梗粉修复重金属土壤的方法，其特征在于，所述 步骤(2)中茶梗粉的粒度为60-100目。
【文档编号】C09K17/40GK106000595SQ201610339222
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】杨广群, 曹丽萍
【申请人】佛山市聚成生化技术研发有限公司