本发明属于环境科学技术领域，具体涉及一种用于同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂、其制备方法和用途。
背景技术：
土壤是陆地植物生长的基地，是人类生存的物质基础，同时也是污染物的源与汇。随着工农业的发展，越来越多的有毒有害物质进入土壤，影响了土壤正常的生态功能。土壤中常见的污染物有无机污染物和有机污染物，其中无机污染物主要为铅、镉、汞等重金属，有机污染物为多氯联苯和多环芳烃等，它们可以长时间存在于环境中，并在食物链中富集，对人类健康造成危害。
如果土壤中的有害物质含量过多，超越土壤的净化能力，就会引起土壤的组成，结构，功能发生变化，微生物的活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤-植物-人”或者“土壤-水-人”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。土壤污染会使农作物吸收和富集某种污染物，影响作物生长和农产品质量，造成减产给农业生产带来直接的巨大经济损失。土壤中的污染物也可能发生转化和迁移，继而进入地表水、地下水和大气环境，影响其他环境介质，对饮用水源造成污染，最后通过经口摄入、呼吸吸入和皮肤接触等多种方式严重危害人体健康。
实现对多环芳烃和重金属离子的同步有效治理，已是迫在眉睫。因此，研究开发能够于同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂，对于生态治理极具应用价值。
技术实现要素：
本发明为了实现对多环芳烃和重金属离子的同步有效治理，创造性地提出了一种能够实现同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂的制备方法，该复合制剂由改性氧化锌催化剂、活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰及硫化物复合而成。活性炭具有吸附作用，能够富集土壤、水体中的多环芳烃及重金属离子；改性氧化锌催化剂能够在光照下实现对多环芳烃的降解；生石灰和硫化物复配，确保体系的稳定的同时，能够实现对重金属离子的有效去除；聚丙烯酰胺具有絮凝作用，能够将生成的重金属硫化物富集在一起，防止二次污染。
本发明的目的在于为处理土壤、水中的多环芳烃提供一种用于同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂，提高环境治理效率。
本发明所述的复合制剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照一定比例称取改性氧化锌催化剂、活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰及硫化物，置于反应釜中，
(2)搅拌充分，得到同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂。
所述的改性氧化锌催化剂为铁掺杂氧化锌催化剂、钴掺杂氧化锌催化剂或磷掺杂氧化锌催化剂之一种或几种。
所述的硫化物为硫化钠或者硫化铵之一种或几种。
优选地，所述的复合制剂各组分的的重量份为：改性氧化锌催化剂55～65份、活性炭15～25份、聚丙烯酰胺3～5份、生石灰0.5份及硫化物4.5～11.55份。
本发明还提供了所述制备方法得到的用于同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂。
本发明还提供了所述的复合制剂在同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境中的用途。
所述多环芳烃污染和重金属污染的环境包括被多环芳烃污染和重金属污染的土壤和/或水等。
本发明具有如下优点：
1、首次提出集催化、沉淀、富集于一体，可同步处理多环芳烃污染和重金属污染的水体、土壤的复合制剂。
2、本发明所用的原材料来源丰富而且廉价，制备工艺简单，生产过程中不产生废水、废渣等工业污染。
3、利用本发明制备的产物同其他技术相比，具有简单高效、成本低廉等优点。
4、利用本发明提出的同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂，直接以太阳光为光源，能够快速高效地降解多环芳烃等有机污染物。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰、硫化铵及硫化钠购自安耐吉化学公司，磷掺杂氧化锌催化剂、铁掺杂氧化锌催化剂、钴掺杂氧化锌催化剂按照下述方法制备。
磷掺杂氧化锌催化剂的制备方法：六水合硝酸锌(2.97g，0.01mol)，九水合硝酸铝(0.075g，2.0×10-4mol)，甘氨酸(1.5g，0.02mol)，混和之前在玛瑙研钵中研碎并作为磷源的磷酸二氢铵(按照锌与磷原子比为100:3加入)。将最终混合物加到研钵中充分研磨得到透明液体，将其注入到坩埚中，然后放入干燥箱中180℃加热。干燥完全后，置入马弗炉中600℃煅烧2h。最后得到磷掺杂氧化锌催化剂。
铁掺杂氧化锌催化剂的制备方法：称取六水合硝酸锌(0.01mol)，甘氨酸(0.02mol)和做为铁源的硝酸铁(按照锌与铁原子比为100:5加入)，将其加到研钵中充分研磨得到透明液体，将其注入到坩埚中，然后放入干燥箱中140℃加热。干燥完全后，置入马弗炉中600℃煅烧2h。最后得到铁掺杂氧化锌催化剂。
钴掺杂氧化锌催化剂的制备方法：将六水合硝酸锌(0.01mol)，甘氨酸(0.02mol)和作为钴源的六水硝酸钴(按照锌与钴原子比为100:5加入)，在玛瑙研钵中研碎，它的量由锌钴原子的摩尔比决定。将最终混合物加到研钵中充分研磨得到透明液体，将其注入到坩埚中，然后放入干燥箱中140℃干燥。干燥完全后，置入马弗炉中600℃煅烧2h。最后得到钴掺杂氧化锌催化剂。
实施例1
基本配方为：
按照上述比例称取磷掺杂氧化锌催化剂、活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰及硫化钠，置于反应釜中，搅拌充分，得到同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂。
实施例2
基本配方为：
按照上述比例称取磷掺杂氧化锌催化剂、活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰及硫化钠，置于反应釜中，搅拌充分，得到同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂。
实施例3
基本配方为：
按照上述比例称取铁掺杂氧化锌催化剂、活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰及硫化铵，置于反应釜中，搅拌充分，得到同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂。
实施例4
基本配方为：
按照上述比例称取钴掺杂氧化锌催化剂、活性炭、聚丙烯酰胺、生石灰及硫化铵，置于反应釜中，搅拌充分，得到同步处理多环芳烃污染和重金属污染环境的复合制剂。
对比例1
按照比例称取磷掺杂氧化锌催化剂65g、活性炭20g、聚丙烯酰胺5g，置于反应釜中，搅拌充分，得到复合制剂。
对比例2
按照比例称取生石灰0.5g及硫化钠9.5g，置于反应釜中，搅拌充分，得到复合制剂。
对比例3
按照比例称取磷掺杂氧化锌催化剂65g、活性炭20g、生石灰0.5g及硫化钠9.5g，置于反应釜中，搅拌充分，得到复合制剂。
对比例4
100wt％的磷掺杂氧化锌催化剂作为制剂。
测试例
将实施例1-4，对比例1-4的复合制剂进行降解性能测试，测试环境为同时含有重金属、多环芳烃萘和多环芳烃蒽的污水。污水进水时汞离子的浓度为30mg/l，多环芳烃萘20mg/l，多环芳烃蒽20mg/l，铅离子的浓度为20mg/l，复合制剂或对比例1-4制备的制剂的投入量为5g/l污水，降解24h后进行测量。
在可见光照下进行，通过紫外分光光度计检测萘和蒽的特征峰，分别在波长252nm和275nm处检测多环芳烃蒽和多环芳烃萘的含量，计算降解率，检测具体方法可以参照《用紫外分光光度法测定水中多环芳烃》(杨良年，《分析测试》)
通过总有机碳分析仪检测总有机碳(toc)的含量，计算有机碎片(toc)残留率，利用电感耦合高频等离子光谱仪(icp)检测处理前后的汞离子、铅离子等重金属的含量，计算重金属残留率。
多环芳烃萘降解率(％)＝(降解前含量-降解后含量)/降解前含量×100％
多环芳烃蒽降解率(％)＝(降解前含量-降解后含量)/降解前含量×100％
toc残留率(％)＝总有机碳降解后含量/总有机碳降解前含量×100％
重金属残留率(％)＝重金属处理后含量/重金属处理前含量×100％
测试结果见下表：
表1
本发明实施例1-4的复合制剂能够实现对萘、蒽等多环芳烃的完全降解。通过总有机碳(toc)分析仪检测发现，处理后的toc数值为0，说明已经完全降解，没有有机碎片残留。
而现有报道的使用过硫酸钠作为氧化剂的技术，难以实现多环芳烃的完全降解，且降解后的体系中还容易残留有机碎片。我们利用电感耦合高频等离子光谱仪(icp)检测处理后的重金属离子，含量完全满足《污水综合排放标准》gb8978-1996要求。