重金屬污染土壤的修復(fù)方法與修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤重金屬污染治理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法與一種修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤重金屬污染修復(fù)的技術(shù)原理可概括為:
[0003](I)以降低污染風(fēng)險(xiǎn)為目的，通過改變污染物在土壤中的存在形態(tài)或改變其與土壤的結(jié)合方式，降低其在環(huán)境中的可迀移性與生物可利用性；
[0004](2)以削減污染總量為目的，通過處理將有害物質(zhì)從土壤中去除，以降低土壤中有害物質(zhì)的總濃度。
[0005]基于上述兩種基本原理，人們提出物理、化學(xué)和生物三種修復(fù)類型。
[0006]其中物理方法主要包括物理分離法、新土置換法、固化穩(wěn)定法、蒸氣抽提、空氣噴射、熱解吸以及電動(dòng)力法等；
[0007]化學(xué)方法主要包括溶劑萃取法、化學(xué)淋洗、氧化法、還原法以及鈍化技術(shù)等；
[0008]生物修復(fù)方法可分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)與動(dòng)物修復(fù)三種，其中植物修復(fù)主要有根部過濾技術(shù)、植物提取技術(shù)、植物揮發(fā)技術(shù)和植物穩(wěn)定化技術(shù)；微生物修復(fù)主要包括原位修復(fù)投菌法、生物培養(yǎng)法以及生物通氣法和異位修復(fù)的預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理以及常規(guī)的堆肥法；動(dòng)物修復(fù)主要是利用土壤中的某些低等動(dòng)物(如蚯蚓和鼠類)吸收土壤中的重金屬，從而在一定程度上降低污染土壤中重金屬的含量。
[0009]以上各修復(fù)方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，并且大都針對(duì)土壤中某單一重金屬污染，對(duì)于土壤中多種重金屬并存的復(fù)合污染修復(fù)有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗菌蛋白的制備方法，用以解決上述技術(shù)問題。
[0011 ] 為此，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案。
[0012]本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法，采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等制成的粉狀顆粒物混合到土壤中；
[0013]上述粉狀顆粒物中含有胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸等多種氨基酸，基于其富含的官能團(tuán)，通過生物化學(xué)反應(yīng)能夠與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的生物可利用性以及植物的吸收。
[0014]本發(fā)明還提供了一種修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，對(duì)所述原料進(jìn)行粉碎處理并制成粉狀成品。
[0015]優(yōu)選地，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，通過高壓蒸煮、干燥、粉碎等工藝制成粉狀成品；其中，高壓蒸煮的蒸汽壓力為440-450千帕，溫度為121°C，高壓蒸煮時(shí)間為25-35分鐘。
[0016]優(yōu)選地，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，通過初步水解后再145-155°C的溫度下膨化制成粉狀成品。
[0017]在本發(fā)明提供的重金屬污染土壤的修復(fù)方法中，基于生物有機(jī)質(zhì)富含多種官能團(tuán)，通過生物化學(xué)反應(yīng)能夠與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的生物可利用性以及植物的吸收。
[0018]本發(fā)明提供的修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑，采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，對(duì)所述原料進(jìn)行粉碎處理并制成粉狀成品。這些粉狀物之中含有谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸等多種氨基酸，其中胱氨酸的含量一般在3%左右。通過生物化學(xué)反應(yīng)能夠與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的生物可利用性以及植物的吸收。用這些粉狀物質(zhì)作為鈍化劑去修復(fù)重金屬污染的土壤和處理含有重金屬的固體廢棄物。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中重金屬污染土壤的修復(fù)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中重金屬污染土壤的修復(fù)方法的流程圖。
[0023]本發(fā)明是基于生物有機(jī)質(zhì)富含多種官能團(tuán)，通過生物化學(xué)反應(yīng)能夠與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的生物可利用性以及植物的吸收。
[0024]重金屬在土壤中可與有機(jī)質(zhì)中的巰基(RSH)、羧基(RCOOH)、羥基(ROH)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，特別是與巰基(RSH)的絡(luò)合穩(wěn)定性更強(qiáng)。
[0025]巰基(RSH)是蛋白質(zhì)和酶的正常成份，主要以半胱氨酸形式存在，L-半胱氨酸是組成蛋白質(zhì)的20多種氨基酸中惟一具有還原性基團(tuán)巰基(-SH)的氨基酸。半胱氨酸分子式為HSCH2CH (NH2) C00H，為含硫α -氨基酸之一，存在于許多蛋白質(zhì)、谷胱甘肽中，半胱氨酸所含的巰基(-SH)能強(qiáng)烈的螯合多種重金屬，其作用主要是通過巰基與重金屬離子不同的結(jié)合能力來實(shí)現(xiàn)的，即R-S-M，(Μ為金屬離子)。
[0026]鑒于半胱氨酸與胱氨酸可以互相轉(zhuǎn)化，而胱氨酸多含于動(dòng)物毛發(fā)、指爪等角蛋白中，其蛋白質(zhì)化學(xué)成分與一般蛋白質(zhì)的成分一樣，不同的是其分子形狀似纖維，分子結(jié)構(gòu)中多肽鏈之間形成了很多二硫鍵(-S-S-)，二硫鍵(disulfidebond)是肽鏈上2個(gè)半胱氨酸(cysteine，簡(jiǎn)稱Cys)殘基的巰基基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)形成的共價(jià)鍵，具有鏈內(nèi)二硫鍵和鏈間二硫鍵兩種形式。
[0027]與氨基酸的氨基氮原子之間形成的穩(wěn)定共價(jià)鍵不同，二硫鍵容易被還原而斷裂，斷裂后可再次氧化重新形成二硫鍵，因而是可以動(dòng)態(tài)變化的化學(xué)鍵。二硫鍵即S-S鍵，是兩個(gè)巰基被氧化而形成的-S-S-形式的硫原子間共價(jià)鍵，二硫鍵對(duì)維持蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)具有十分重要的作用。伴隨二硫鍵的形成，半胱氨酸殘基轉(zhuǎn)變?yōu)殡装彼釟埢?。而肽鏈上的兩個(gè)半胱氨酸殘基的巰基(-SH)基團(tuán)是鰲和重金屬的重要官能團(tuán)，必須采用特殊方法破壞其二硫鍵，還原為巰基(-SH)基團(tuán)。
[0028]家禽的羽毛和家畜的蹄殼、角、毛等是屠宰場(chǎng)的廢棄物，我國年產(chǎn)羽毛、蹄殼、角、毛等幾十萬噸，選擇這些原料采用目前較常用的高壓蒸煮水解角蛋白質(zhì)的工藝流程，即高壓加熱蒸煮一干燥一粉碎，其中蒸汽壓力445千帕，溫度121°C，蒸煮30分鐘左右；也可以用膨化法加工角質(zhì)蛋白工藝，將初步水解的羽毛、蹄殼，放在150C溫度環(huán)境下膨化。最終得到羽毛粉、蹄角粉、羊毛粉、牛毛粉、豬毛粉等粉狀物質(zhì)。這些粉狀物之中含有谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸等多種氨基酸，其中胱氨酸的含量一般在3 %左右。
[0029]用這些粉狀物質(zhì)作為鈍化劑去修復(fù)重金屬污染的土壤和處理含有重金屬的固體廢棄物。
[0030]修復(fù)土壤重金屬污染可將鈍化劑均勻撒在土壤上，通過翻耕、澆灌保持土壤較高的含水率；也可將鈍化劑放入水中直接澆灌土壤，但要使土壤全部被水浸泡。
[0031]含有重金屬的固體廢棄物的治理可視固體廢棄物種類，采用粉碎、攪拌、浸泡等多種方式用鈍化劑進(jìn)行處理。
[0032]鈍化劑的使用量要根據(jù)土壤或固體廢棄物中重金屬種類、含量的多少來決定，修復(fù)、處理可多次反復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到修復(fù)、處理的標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0033]—般哺乳動(dòng)物的毛發(fā)制作的鈍化劑的處理能力要強(qiáng)于羽毛制作的鈍化劑，在修復(fù)中度污染的土壤，鈍化劑的使用量按重量比為:I (鈍化劑):30?500 ( 土壤干重)，如按鈍化劑與土壤比為1: 60，修復(fù)含24mg/kg六價(jià)絡(luò)的土壤，可以將土壤六價(jià)絡(luò)降到到2mg/kg以下。對(duì)于含六價(jià)絡(luò)固廢的處理，按鈍化劑與固廢比為1: 100，處理85mg/kg六價(jià)絡(luò)的固廢，可將六價(jià)鉻降到lmg/kg以下。
[0034]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于， 采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等制成的粉狀顆粒物混合到土壤中； 上述粉狀顆粒物中含有胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸等多種氨基酸，基于其富含的官能團(tuán)，通過生物化學(xué)反應(yīng)能夠與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的生物可利用性以及植物的吸收。2.一種修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑，其特征在于， 以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，對(duì)所述原料進(jìn)行粉碎處理并制成粉狀成品。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑，其特征在于， 以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，通過高壓蒸煮、干燥、粉碎等工藝制成粉狀成品； 其中，高壓蒸煮的蒸汽壓力為440-450千帕，溫度為121°C，高壓蒸煮時(shí)間為25-35分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑，其特征在于， 以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，通過初步水解后再145-155°C的溫度下膨化制成粉狀成品。
【專利摘要】一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法，采用家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等制成的粉狀顆粒物混合到土壤中；上述粉狀顆粒物中富含有胱氨酸，在土壤中胱氨酸轉(zhuǎn)換為半胱氨酸，半胱氨酸與土壤中的重金屬進(jìn)行螯合作用。基于生物有機(jī)質(zhì)富含多種官能團(tuán)，通過生物化學(xué)反應(yīng)能夠與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的生物可利用性以及植物的吸收。一種修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑，以家禽的羽毛和/或家畜的蹄殼、角、毛等為原料，對(duì)原料進(jìn)行粉碎處理并制成粉狀成品。修復(fù)土壤重金屬污染鈍化劑中含有谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸等多種氨基酸，上述氨基酸與重金屬形成具有一定穩(wěn)定程度的金屬有機(jī)絡(luò)合物，降低重金屬污染物。
【IPC分類】B09C1/08
【公開號(hào)】CN105080959
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510475572
【發(fā)明人】張自學(xué)
【申請(qǐng)人】張自學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月6日