一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤用的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其原料包括石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性SiO2/殼聚糖納米顆粒。本發(fā)明提供的藥劑通過(guò)加入兩種有機(jī)物質(zhì)，可以大量減少無(wú)機(jī)物質(zhì)的添加量，不會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)造成大的破壞，同時(shí)，這兩種有機(jī)物質(zhì)在土壤中不容易分解，在降低對(duì)土壤性質(zhì)破壞的基礎(chǔ)上，仍能很好的降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重金屬污染土壤的治理與修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑。
【背景技術(shù)】
[0002]重金屬是指比重大于5的一類(lèi)金屬元素。重金屬污染的危害主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是重金屬不能在環(huán)境中降解，并且用以在生物體內(nèi)聚積導(dǎo)致生物體致畸或?qū)е峦蛔?，另一方面重金屬能夠通過(guò)食物鏈傳遞，一旦進(jìn)入人體，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累計(jì)，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生極大的危害。近期公布的全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)中指出，全國(guó)土壤總的污染超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2^^2.3^^1.5%和1.1%，污染物的類(lèi)型以無(wú)機(jī)型為主，占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%。無(wú)機(jī)污染物中鎘、汞、銅、鉛、鋅的超標(biāo)點(diǎn)位分別為7.0%、1.6%、2.1%、1.5%、0.9%。污染問(wèn)題主要集中于耕地土壤環(huán)境質(zhì)量，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題等。因此要選擇適當(dāng)?shù)男迯?fù)技術(shù)對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)。目前常用的土壤重金屬污染修復(fù)方法主要是一些物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)。
[0003]物理 修復(fù)技術(shù)是應(yīng)用物理方法將土壤中的污染物質(zhì)去除的過(guò)程，主要包括挖掘填埋技術(shù)、電動(dòng)修復(fù)技術(shù)和熱解吸技術(shù)等。挖掘填埋技術(shù)在工程上有廣泛的應(yīng)用，費(fèi)用通常小于其它技術(shù)，但該技術(shù)不能夠降低有害廢物的毒性、移動(dòng)性和體積。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)主要依賴(lài)于污染物質(zhì)的溶解度和遷移性，由于大部分土壤中重金屬的溶解性都很低，導(dǎo)致電動(dòng)力學(xué)技術(shù)對(duì)污染土壤的修復(fù)具有一定困難，該技術(shù)在實(shí)際場(chǎng)地修復(fù)中仍處于探索階段。熱解吸技術(shù)是一種高效的土壤修復(fù)技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，但它只適用于汞等半揮發(fā)性的重金屬污染土壤，處理后的土壤理化性質(zhì)變化很大，且成本很高。
[0004]化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是基于土壤中的污染物質(zhì)的化學(xué)行為進(jìn)行的一些修復(fù)措施，主要包括土壤淋洗技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)等。土壤淋洗技術(shù)對(duì)于較弱的金屬結(jié)合形態(tài)，如氫氧化物、氧化物和碳酸鹽具有很好的修復(fù)效果，且淋洗出來(lái)的重金屬可以通過(guò)電化學(xué)方式回收。作為一種原位修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)只適合小面積的污染場(chǎng)地的修復(fù)，采用的淋洗液也可能破壞土壤的性質(zhì)，并可能滲透到地下，導(dǎo)致地下水的污染。固化/穩(wěn)定化技術(shù)是指通過(guò)化學(xué)手段將土壤中的重金屬污染物固定起來(lái)，進(jìn)而降低污染物的遷移性，達(dá)到減少污染物擴(kuò)散的目的。該技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)高效的面源污染治理技術(shù)，對(duì)中輕度的污染尤其適用，該技術(shù)也符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的需要。
[0005]生物修復(fù)技術(shù)是指利用微生物或植物的生命代謝活動(dòng)，將土壤環(huán)境中的危害性污染物降解成二氧化碳和水或其他無(wú)公害物質(zhì)的工程技術(shù)。主要包括植物修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)對(duì)重金屬的修復(fù)主要集中于鋅、鎘、錳、汞、鉛等金屬，超富集植物包括香根草、蜈蚣草、東南景天、印度薺菜等。植物修復(fù)具有修復(fù)成本低，能改善土壤肥力，不會(huì)造成二次污染的有點(diǎn)，也存在修復(fù)周期長(zhǎng)，受環(huán)境條件影響大的缺點(diǎn)。微生物修復(fù)技術(shù)主要通過(guò)生物吸附和生物轉(zhuǎn)化過(guò)程使污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易降解的物質(zhì)，達(dá)到去除污染物的目的。常采用真菌、細(xì)菌、放線菌來(lái)修復(fù)污染土壤。微生物修復(fù)技術(shù)具有微生物來(lái)源廣、對(duì)環(huán)境影響小的有點(diǎn)，但特定微生物只能處理單一種類(lèi)的重金屬，且受環(huán)境條件的影響很大。
[0006]本 申請(qǐng)人:已經(jīng)研制出一種用于土壤中重金屬穩(wěn)定修復(fù)藥劑，其通過(guò)將石膏、氧化鎂、硅藻土混合在一起形成，添加于重金屬污染土壤中，通過(guò)沉淀、吸附、絡(luò)合、氧化-還原等作用與土壤環(huán)境中的鎘、鋅、銅、鉛、汞等重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使重金屬形成穩(wěn)定的化學(xué)形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴(kuò)散等過(guò)程，從而降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度，但是，由于大量的使用無(wú)機(jī)類(lèi)物質(zhì)，會(huì)對(duì)土壤的物理性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，整體肥力水平會(huì)下降，而硅藻土在土壤中很容易分解，對(duì)重金屬的修復(fù)效果不強(qiáng)，本 申請(qǐng)人:通過(guò)進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入兩種有機(jī)物質(zhì),可以大量減少無(wú)機(jī)物質(zhì)的添加量,不會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)造成大的破壞，同時(shí)，這兩種有機(jī)物質(zhì)在土壤中不容易分解，在降低對(duì)土壤性質(zhì)破壞的基礎(chǔ)上，仍能很好的降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其通過(guò)加入兩種有機(jī)物質(zhì)，可以大量減少無(wú)機(jī)物質(zhì)的添加量，不會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)造成大的破壞，同時(shí)，這兩種有機(jī)物質(zhì)在土壤中不容易分解，在降低對(duì)土壤性質(zhì)破壞的基礎(chǔ)上，仍能很好的降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度。
[0008]為解決上述技術(shù) 問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其原料包括石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
[0009]所述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑中各原料的質(zhì)量份比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒-5~15: 30~40:1~10: 15~25: 10 ~20。
[0010]進(jìn)一步，所述穩(wěn)定修復(fù)藥劑中各原料的質(zhì)量比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=5~10: 30~35:1~5: 20 ~25: 15 ~20。
[0011]進(jìn)一步，所述穩(wěn)定修復(fù)藥劑中各原料的質(zhì)量比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒-10: 35: 5: 20: 15。
[0012]本發(fā)明還提供了上述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的制備方法，將石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒按上述質(zhì)量份比均勻混合，即獲得穩(wěn)定化修復(fù)藥劑。
[0013]所述羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂的制備方法具體為:
[0014]第一步，將250g三聚氰胺與400ml濃度為37%的甲醛水溶液和200ml的水混合，攪拌均勻，然后加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為8~9，在72°C下反應(yīng)75min，制得蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體；
[0015]第二步，將300g聚苯乙烯馬來(lái)酸酐與120g石蠟混合，再加入到300ml水中，使用高速分散均質(zhì)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下，乳化分散30min,制得石臘乳液；
[0016]第三步，將300g羧甲基纖維素溶解20L水中，配制成羧甲基纖維素溶液，加入到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體中，于冰水浴中在600r/min下攪拌lOmin，得到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素的混合溶液；
[0017]第四步，在85°C恒溫水浴和400r/min轉(zhuǎn)速攪拌下，向石蠟乳液中緩慢滴加蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素混合液，加入乙酸溶液調(diào)節(jié)PH值為3~4，滴加完畢后恒溫反應(yīng)2h得到懸浮液，加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至中性后，冷卻至室溫，洗滌，減壓抽濾，冷凍干燥，即得羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂。
[0018]所述羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒的制備方法具體為:
[0019]第一步，將2.5L硅酸乙酯，5L無(wú)水乙醇和5L去離子水混合均勻，在80°C下回流攪拌lh。然后用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH為5~6，繼續(xù)攪拌lh，制成S12溶膠；
[0020]第二步，取8kg環(huán)氧氯丙烷用HCl酸化至PH值為5~6，將第一步制備的S12溶膠用50L無(wú)水乙醇分散，獲得分散液，將前面酸化的環(huán)氧氯丙烷滴加入該分散液中，控溫40°C反應(yīng)7h，蒸除溶劑和未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷，得白色固體粉末，50°C下真空干燥6h，得羥丙基化 S12 ；
[0021]第三步，將2kg殼聚糖分散于40L異丙醇中，恒溫40°C用0.3kg氫氧化鈉堿化3h后，加入第二步獲得的2.5kg羥丙基化S12，恒溫45°C反應(yīng)5h，冷卻，抽濾，分別用異丙醇和水洗滌濾餅，真空干燥5h，得到乳白色的羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
[0022]本發(fā)明還提供了上述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的使用方法，將石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒按上述質(zhì)量份比均勻混合，獲得混合物，添加到重金屬污染土壤中，所添加的穩(wěn)定修復(fù)藥劑的添加量為污染土壤重量的1%~10%。
[0023]該穩(wěn)定化修復(fù)藥劑可以用于單一重金屬污染土壤的治理，也適用于復(fù)合重金屬污染土壤的治理。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明提供的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑通過(guò)加入兩種有機(jī)物質(zhì)，可以大量減少無(wú)機(jī)物質(zhì)的添加量，不會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)造成大的破壞，同時(shí)，這兩種有機(jī)物質(zhì)在土壤中不容易分解，在降低對(duì)土壤性質(zhì)破壞的基礎(chǔ)上，仍能很好的降低重金屬在環(huán)境中的毒害程度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂的紅外譜圖；
[0027]圖2羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒的紅外譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供了一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其原料包括石膏、氧化鎂、硅藻土。本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤用的高效固化穩(wěn)定修復(fù)藥劑，其原料包括石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
[0029]石膏的主要成分是硫酸鈣，能夠與土壤中的重金屬生產(chǎn)沉淀，因此可以減少土壤中重金屬的浸出，起到穩(wěn)定重金屬離子的作用；氧化鎂呈堿性，能夠很好的吸附土壤中的重金屬離子；硅藻土能吸附土壤中的重金屬離子，并且可以利用石膏的包裹作用固定住被吸附的重金屬離子。[0030]石膏加入土壤之后，改變土壤的酸堿性，還能夠與土壤中的鈉離子作用形成鈣膠體，從而改善土壤理化性質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用中，硅藻土具有吸附性能，能夠增大土壤的通透性，進(jìn)而對(duì)土壤具有一定的改良作用。
[0031 ] 進(jìn)一步,所述穩(wěn)定化修復(fù)劑僅由上述原料構(gòu)成。
[0032]所述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑中各原料的質(zhì)量份比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=5~15: 30~40: I~10: 15 ~25: 10 ~20。
[0033]進(jìn)一步，所述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑中各原料的質(zhì)量比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=5~10: 30~35:1~5: 20 ~25: 15 ~20。
[0034]進(jìn)一步，所述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑中各原料的質(zhì)量比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=10: 35: 5: 20: 15。
[0035]所述羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂的制備方法具體為:
[0036]第一步，將250g三聚氰胺與400ml濃度為37%的甲醛水溶液和200ml的水混合，攪拌均勻，然后加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為8~9，在72°C下反應(yīng)75min，制得蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體；
[0037]第二步，將300g聚苯乙烯馬來(lái)酸酐與120g石蠟混合，再加入到300ml水中，使用高速分散均質(zhì)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下，乳化分散30min,制得石臘乳液；
[0038]第三步，將300g羧甲基纖維素溶解20L水中，配制成羧甲基纖維素溶液，加入到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體中，于冰水浴中在600r/min下攪拌lOmin，得到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素的混合溶液；
[0039]第四步，在85°C恒溫水浴和400r/min轉(zhuǎn)速攪拌下，向石蠟乳液中緩慢滴加蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素混合液，加入乙酸溶液調(diào)節(jié)PH值為3~4，滴加完畢后恒溫反應(yīng)2h得到懸浮液，加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至中性后，冷卻至室溫，洗滌，減壓抽濾，冷凍干燥，即得羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂。
[0040]殼聚糖是甲殼素脫乙?；蟮漠a(chǎn)物，具有來(lái)源廣泛、無(wú)毒、易降解等特點(diǎn)，分子鏈中含有大量活性基團(tuán)可以和多種重金屬離子發(fā)生反應(yīng)。其分子中的活潑的羥基和氨基等功能團(tuán)可以與重金屬離子進(jìn)行螯合，發(fā)生吸附作用，形成網(wǎng)狀分子，因此殼聚糖可以與重金屬離子配位，有效去除土壤中的重金屬成分，但傳統(tǒng)的殼聚糖存在容易分解，鈍化時(shí)間較短，吸附效果不明顯的缺陷，納米S12具有良好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)金屬離子具有很大的吸附容量，且不易分解，將具有螯合重金屬功能的基團(tuán)，接枝到納米S12表面，可以使得納米S12具有更好的吸附重金屬的功能，本發(fā)明通過(guò)納米S12與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，對(duì)S12進(jìn)行改性，制得羥丙基化S12顆粒，再將其交聯(lián)到殼聚糖的氨基上，制備了以化學(xué)鍵結(jié)合的、分散性更好的新型羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒，通過(guò)將殼聚糖進(jìn)行S12改性，可以提高鈍化時(shí)間，促進(jìn)吸附效果。
[0041]所述羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒的制備方法具體為:
[0042]第一步，將2.5L硅酸乙酯，5L無(wú)水乙醇和5L去離子水混合均勻，在80°C下回流攪拌lh。然后用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH為5~6，繼續(xù)攪拌lh，制成S12溶膠；
[0043]第二步，取8kg環(huán)氧氯丙烷用HCl酸化至PH值為5~6，將第一步制備的S12溶膠用50L無(wú)水乙醇分散，獲得分散液，將前面酸化的環(huán)氧氯丙烷滴加入該分散液中，控溫40°C反應(yīng)7h，蒸除溶劑和未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷，得白色固體粉末，50°C下真空干燥6h，得羥丙基化 S12 ；
[0044]第三步，將2kg殼聚糖分散于40L異丙醇中，恒溫40°C用0.3kg氫氧化鈉堿化3h后，加入第二步獲得的2.5kg羥丙基化S12，恒溫45°C反應(yīng)5h，冷卻，抽濾，分別用異丙醇和水洗滌濾餅，真空干燥5h，得到乳白色的羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
[0045]本發(fā)明提供的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑主要用于降低土壤中鎘、鋅、銅、鉛、汞的含量。
[0046]本發(fā)明還提供了上述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的制備方法，將石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒按上述質(zhì)量份比均勻混合，即獲得穩(wěn)定修復(fù)藥劑。
[0047]本發(fā)明還提供了上述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的使用方法，將石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒按上述質(zhì)量份比均勻混合，獲得混合物，添加到重金屬污染土壤中，將受污染的土壤與穩(wěn)定修復(fù)藥劑混合均勻，所添加的穩(wěn)定修復(fù)藥劑的添加量為污染土壤重量的1%~10%，經(jīng)7-30天后，污染土壤中的重金屬離子被固定在土壤中，降低重金屬的毒害程度。
[0048]該穩(wěn)定化修復(fù)藥劑可以用于單一重金屬污染土壤的治理，也適用于復(fù)合重金屬污染土壤的治理，適用于大面積重金屬污染土壤的修復(fù)，包括重金屬污染的礦山修復(fù)以及涉及重金屬使用生產(chǎn)企業(yè)污染場(chǎng)地的修復(fù)。成本低廉，時(shí)間快速，修復(fù)效率高。
[0049]以下采用實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0050]實(shí)施例1羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂的制備
[0051]將250g三聚氰胺與400ml濃度為37%的甲醛水溶液和200ml的水混合，攪拌均勻，然后加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為8~9，在72°C下反應(yīng)75min，制得蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體，將300g聚苯乙烯馬來(lái)酸酐與120g石臘混合,再加入到300ml水中，使用高速分散均質(zhì)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下，乳化分散30min,制得石臘乳液,將300g羧甲基纖維素溶解20L水中，配制成羧甲基纖維素溶液，加入到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體中，于冰水浴中在600r/min下攪拌lOmin，得到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素的混合溶液，在85°C恒溫水浴和400r/min轉(zhuǎn)速攪拌下，向石蠟乳液中緩慢滴加蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素混合液，加入乙酸溶液調(diào)節(jié)PH值為3~4，滴加完畢后恒溫反應(yīng)2h得到懸浮液，加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至中性后，冷卻至室溫，洗滌，減壓抽濾，冷凍干燥，即得羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂。
[0052]羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂的紅外譜圖見(jiàn)表1。
[0053]實(shí)施例2羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒的制備
[0054]將2.5L硅酸乙酯，5L無(wú)水乙醇和5L去離子水混合均勻，在80°C下回流攪拌lh，然后用醋酸調(diào)節(jié)溶液PH為6，繼續(xù)攪拌lh，制成S12溶膠，取Sg環(huán)氧氯丙烷用HCl酸化至PH值為6，將前面制備的S12溶膠用50L無(wú)水乙醇分散，獲得分散液，將前面酸化的環(huán)氧氯丙烷滴加入該分散液中，控溫40°C反應(yīng)7h，蒸除溶劑和未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷，得白色固體粉末，50°C下真空干燥6h，得羥丙基化S12，將2kg殼聚糖分散于40L異丙醇中，恒溫40°C用
0.3kg 氫氧化鈉堿化3h后，加入前面獲得的2.5kg羥丙基化S12，恒溫45°C反應(yīng)5h，冷卻，抽濾，分別用異丙醇和水洗滌濾餅，真空干燥5h，得到乳白色的羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
[0055]羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒的紅外譜圖如圖2。
[0056]實(shí)施例3穩(wěn)定修復(fù)藥劑I的制備
[0057]將石膏1kg、氧化鎂3.5kg、硅藻土 0.5kg、實(shí)施例1制備的羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂2kg和實(shí)施例2制備的羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒1.5kg均勻混合，得到穩(wěn)定修復(fù)藥劑I。
[0058]實(shí)施例4
[0059]實(shí)驗(yàn)土壤采集自白銀某重金屬污染區(qū)域，該區(qū)域土壤表層中的重金屬含量高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為符合污染或重污染的土壤，局部區(qū)域重金屬超標(biāo)達(dá)1800倍。根據(jù)污染的實(shí)際情況我們進(jìn)行了如下的修復(fù)過(guò)程:
[0060](I)重金屬污染土壤修復(fù)藥劑的制備:采用實(shí)施例3制備的修復(fù)藥劑I。
[0061](2)施加重金屬污染土壤修復(fù)藥劑，用鏟車(chē)將重金屬污染土壤全部挖掘送入破碎機(jī)中破碎，經(jīng)皮帶傳送到混合器，將為土壤重量8 %的修復(fù)藥劑與污染土壤混合后，放置堆放地點(diǎn)，即得到加入修復(fù)藥劑的土壤。
[0062](3)效果檢測(cè):修復(fù)過(guò)程中，添加適量的水。放置10天后，根據(jù)固體廢物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻轉(zhuǎn)振蕩器對(duì)土壤進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)浸出液中的重金屬含量。經(jīng)檢測(cè)土壤中的鎘、鋅、銅、鉛、汞濃度均達(dá)到《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-9) III 類(lèi)的要求。
[0063]結(jié)果見(jiàn)表1。
[0064]表1
[0065]
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)重金屬污染土壤的高效固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其特征在于:原料包括石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其特征在于:各原料的質(zhì)量份比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=5~15: 30 ~40:1 ~10: 15 ~25: 10 ~20。
3.如權(quán)利要求1或2所述的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其特征在于:各原料的質(zhì)量比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=5~10: 30 ~35: I ~5: 20 ~25: 15 ~20。
4.如權(quán)利要求1至3所述的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其特征在于:各原料的質(zhì)量比為石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒=10: 35: 5: 20: 15。
5.如權(quán)利要求1至4所述的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其特征在于:所述羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂的制備方法具體為， 第一步，將250g三聚氰胺與400ml濃度為37%的甲醛水溶液和200ml的水混合，攪拌均勻，然后加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為8~9，在72°C下反應(yīng)75min，制得蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體； 第二步，將300g聚苯乙烯馬來(lái)酸酐與120g石臘混合,再加入到300ml水中，使用高速分散均質(zhì)機(jī)在一定 轉(zhuǎn)速下，乳化分散30min,制得石臘乳液； 第三步，將300g羧甲基纖維素溶解20L水中，配制成羧甲基纖維素溶液，加入到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體中，于冰水浴中在600r/min下攪拌lOmin，得到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素的混合溶液； 第四步，在85°C恒溫水浴和400r/min轉(zhuǎn)速攪拌下，向石蠟乳液中緩慢滴加蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚體與羧甲基纖維素混合液，加入乙酸溶液調(diào)節(jié)PH值為3~4，滴加完畢后恒溫反應(yīng)2h得到懸浮液，加入氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至中性后，冷卻至室溫，洗滌，減壓抽濾，冷凍干燥，SP得羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂。 本發(fā)明還提供了上述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的制備方法，將石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒按上述質(zhì)量份比均勻混合，即獲得穩(wěn)定化修復(fù)藥劑。
6.如權(quán)利要求1至5所述的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑，其特征在于:所述羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒的制備方法具體為， 第一步，將2.5L硅酸乙酯，5mL無(wú)水乙醇和5L去離子水混合均勻，在80°C下回流攪拌Ih0然后用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH為5~6，繼續(xù)攪拌lh，制成S12溶膠； 第二步，取8g環(huán)氧氯丙烷用HCl酸化至PH值為5~6，將第一步制備的S12溶膠用50ml無(wú)水乙醇分散，獲得分散液，將前面酸化的環(huán)氧氯丙烷滴加入該分散液中，控溫40°C反應(yīng)7h，蒸除溶劑和未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷，得白色固體粉末，50°C下真空干燥6h，得羥丙基化 S12 ； 第三步，將2kg殼聚糖分散于40L異丙醇中，恒溫40°C用0.3g氫氧化鈉堿化3h后，加入第二步獲得的2.5kg羥丙基化S12，恒溫45°C反應(yīng)5h，冷卻，抽濾，分別用異丙醇和水洗滌濾餅，真空干燥5h，得到乳白色的羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒。
7.權(quán)利要求1至6所述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的制備方法，其特征在于:第一步，按照權(quán)利要求5所述的方法制備羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂； 第二步，按照權(quán)利要求6所述的方法制備羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒； 第三步，將各組分按照上述重量比攪拌混合均勻，即獲得所述穩(wěn)定修復(fù)藥劑。
8.權(quán)利要求1至6所述穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的使用方法，其特征在于: 將石膏、氧化鎂、硅藻土、羧甲基纖維素-蜜胺甲醛樹(shù)脂和羥丙基改性S12/殼聚糖納米顆粒按上述質(zhì)量份比均勻混合，獲得混合物，添加到重金屬污染土壤中，所添加的穩(wěn)定化修復(fù)藥劑的添加量為污染土壤重量的1%~10%。
【文檔編號(hào)】B09C1/08GK104031650SQ201410250390
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】周愈堯, 段建宏, 李娜, 何依琳, 任長(zhǎng)存 申請(qǐng)人:愛(ài)土工程環(huán)境科技有限公司