本发明涉及环境保护领域，特别涉及一种新型土壤复合修复剂及其在去除土壤中重金属的应用。
背景技术：
：随着工业化和城市化的飞速发展，土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题。我国受Cd、As、Pb、Hg、Zn等重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的五分之一。土壤重金属污染有人为原因和自然原因两种，人类活动是土壤重金属污染的主要成因。土壤重金属污染的自然来源主要是岩石风化和火山喷发等自然地质活动，土壤重金属污染的人为来源主要为矿产开采、金属冶炼、化工、煤燃烧、汽车尾气排放、生活废水排放、污泥使用、污水灌溉、农药和化肥施用、大气沉降等。重金属污染可使人类致癌、致疾、致突变等。有毒重金属在土壤污染过程中具有隐蔽性、长期性、不可降解和不可逆转性的特点，它们不仅导致土壤肥力与作物产量、品质下降，还易引发地下水污染，并通过食物链途径在植物、动物和人体内累积。重金属污染土壤的修复主要基于两种策略：一是去除化，将重金属从土壤中去除，达到清洁土壤的目的；二是固定化，将重金属固定在土壤中限制其释放，从而降低其风险。重金属污染土壤的修复是指利用物理、化学和生物的方法将土壤中的重金属清除出土体或将其固定在土壤中降低其迁移性和生物有效性，降低重金属的健康风险和环境风险。目前针对土壤重金属污染的治理方法主要有固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复、微生物修复，总体存在修复效率低、处理成本高等问题。传统的修复方法如填埋、淋洗、电化学等工程量大，成本高、而且常常导致土壤结构破坏和某些营养元素丢失。因此，开发一种低成本、简单、高效、环境友好的土壤修复剂具有重要意义。技术实现要素：为克服上述技术缺陷，本发明公开一种成本低、治理效果持续，可以对重金属污染的土壤进行有效修复的复合修复剂。本发明的技术方案如下：一种土壤复合修复剂，含有生物降解高分子材料、填料、增塑剂、润滑剂、抗氧剂。以重量计，所述生物降解高分子材料为40-94％，填料为5-40％，增塑剂为0-20％，润滑剂为0-3％，抗氧剂为0.05-1％。以重量计，所述生物降解高分子材料为65-85％，填料为5-20％，增塑剂为5-15％，润滑剂为1-2％，抗氧剂为0.05-1％。采取上述各组分重量含量的土壤复合修复剂，各组分之间可以具有良好的协同效应和促进作用，以生物降解高分子材料为主导，可有效的培养有益微生物，同时可根据不同适用场所，加工成合适的形态，5-20％的填料的添加更加有效的促进土壤中有益微生物的培养繁殖。所述生物降解高分子材料为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯类聚合物、聚己内酯、木质素、纤维素中的任意一种或几种混合物。所述填料为柠檬酸钠、乙二胺四乙酸、蛋白粉、牛肉粉、牛肉膏中的任意一种或几种混合物，填料优选为柠檬酸钠、乙二胺四乙酸中任意一种和蛋白粉、牛肉粉、牛肉膏中任意一种的混合物，这样通过蛋白粉、牛肉粉、牛肉膏即可以有效增加有益微生物繁殖速率，又通过柠檬酸钠、乙二胺四乙酸等填料可以有效吸附、离子交换、螯合、沉淀等共同发挥协同作用与土壤中的重金属发生反应，起钝化作用，从而有效去除重金属离子。所述增塑剂为甘油、乙酰柠檬酸丁酯、柠檬酸酯、环氧大豆油中任意一种或几种混合物，可以增加高分子材料塑化效果，有利于不同物料之间混合均匀，有利于材料加工成不同形态，方便微生物繁殖。所述润滑剂为棕榈蜡、月桂酸酯、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中任意一种或几种混合物，可以有效提高高分子材料间，及高分子材料与填料之间润滑性，降低摩擦，使材料混合均匀。所述抗氧剂为亚磷酸酯、硫代丙酸酯、双亚水杨基二胺中任意一种或几种混合物，可以有效防止材料在加工过程中受到氧气或者热的破坏，在土壤中可钝化重金属，有的氧化剂可以与重金属发生氧化还原反应使重金属失活。本发明还公开了利用上述土壤复合修复剂在去除土壤中重金属的应用。本发明的有益效果在于：本发明中的生物降解高分子材料能够高效激活土壤中的有益土著微生物，如丝状真菌，酵母菌，硫细菌、乳酸菌等多种微生物，这些微生物可以对重金属具有吸附、沉淀、氧化-还原等作用，从而降低污染土壤中重金属的毒性。本发明中的柠檬酸钠、乙二胺四乙酸等填料可以有效吸附、离子交换、螯合，沉淀等协同作用与土壤中的重金属发生反应，使重金属形成稳定的化学形态，阻止其环境迁移和扩散，降低重金属在环境中的毒害程度。具体实施方式下面通过对具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1：试验土壤采集自某重金属污染区域，该区域土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准。根据污染的实际情况进行修复：(a)从土壤中取样，检测根据固体废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复前的土壤重金属浓度；(b)土壤复合修复剂制备按照以下原料质量百分比配置修复剂：聚乳酸60％，聚己内酯15％，蛋白粉15％，乙二胺四乙酸5％，甘油4.5％，双亚基水杨酸二胺0.5％；将配置好的修复剂置于低速混合机内搅拌5min；将搅拌均匀的物料添加到造粒机中，造成直径为0.1-0.2mm的粒子，修复剂制备完成。(c)将重金属污染土壤挖出，送入破碎机破碎，经皮带输送至混合器，将为土壤质量5％的修复剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水使得土壤保持湿润，混合后静置180天，完成修复。(d)效果检测：从修复后的土壤中取样，检测根据固体废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复后的土壤重金属浓度，结果如表1所示：表1：实例1锌砷铅镉铜汞处理前(mg/kg)210136.197636.52434.9处理后(mg/kg)0.10530.06110.01260.0750.063未检出修复后的土壤中锌、砷、铅、镉、铜、汞含量满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的一级标准。实施例2：试验土壤采集自某重金属污染区域，该区域土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准。根据污染的实际情况进行修复：(a)从土壤中取样，检测根据固体废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复前的土壤重金属浓度；(b)土壤复合修复剂制备按照以下原料质量百分比配置修复剂：聚丁二酸丁二醇酯60％,聚乳酸20％，柠檬酸钠13.5％，柠檬酸酯5％，月桂酸酯1％，双亚基水杨酸二胺0.5％；将配置好的修复剂置于低速混合机内搅拌5min；将搅拌均匀的物料添加到造粒机中，造成粒子，再放入吹膜机中将修复剂吹成厚度为0.012mm的薄膜，修复剂制备完成。(c)将重金属污染土壤挖出，送入破碎机破碎，经皮带输送至混合器，将为土壤质量3％的修复剂埋入土下10厘米，喷洒少量的水使得土壤保持湿润，混合后静置90天，完成修复。(d)效果检测：从修复后的土壤中取样，检测根据固体废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复后的土壤重金属浓度，结果如表2所示：表2：实例2锌砷铅镉铜汞处理前(mg/kg)210136.197636.52434.9处理后(mg/kg)0.10750.05110.01860.0950.073未检出修复后的土壤中锌、砷、铅、镉、铜、汞含量满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的一级标准。实施例3：试验土壤采集自某重金属污染区域，该区域土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准。根据污染的实际情况进行修复：(a)从土壤中取样，检测根据固体废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复前的土壤重金属浓度；(b)土壤复合修复剂制备按照以下原料质量百分比配置修复剂：聚乳酸30％，纤维素25％，木质素25％，牛肉膏11％，甘油6.5％，油酰胺2％，双亚水杨基二胺0.5％；将配置好的修复剂置于低温研磨机研磨10min；将修复剂制成粉状，修复剂制备完成。(c)将重金属污染土壤挖出，送入破碎机破碎，经皮带输送至混合器，将为土壤质量5％的修复剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水使得土壤保持湿润，混合后静置30天，完成修复。(d)效果检测：从修复后的土壤中取样，检测根据固体废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复后的土壤重金属浓度，结果如表3所示：表3：实例1锌砷铅镉铜汞处理前(mg/kg)210136.197636.52434.9处理后(mg/kg)0.10030.04110.00960.0650.043未检出修复后的土壤中锌、砷、铅、镉、铜、汞含量满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的一级标准。本发明的复合土壤修复剂，该材料是生物降解高分子材料、填料、增塑剂，润滑剂、抗氧剂等的复合材料。可以造粒、吹制成膜或研磨成粉使用，是可以完全生物降解的，不存在二次污染，该复合土壤修复剂激活土壤有益微生物效率高，去除土壤重金属效果好，能快速消除土壤重金属，在实际应用中，将土壤重量的3％-10％，优选3％-5％的修复剂与修复土壤充分混合或埋入土壤中，喷洒少量的水使得土壤保持湿润，修复1个月-3个月，便后完成修复。综上所述，尽管本发明的具体实施方式对发明进行了详细描述，但本领域一般技术人员应该明白的是，上述实施例仅仅是对本发明的优选实施例的描述，而非对本发明保护范围的限制，本领域一般技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化，均在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3