一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑及其合成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保技術領域，特別是土壤污染治理技術領域，尤其是被重金屬離子 污染的土壤、沙地以及油田鉆井廢液、含油污泥等的治理和修復技術。
【背景技術】
[0002] 土壤是一種非常重要的自然資源，也是一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎。土壤作為農(nóng)業(yè) 的根本，是人類賴以生存的基本原料的來源。重金屬污染土壤的修復是現(xiàn)今的一大難題，而 其中的重金屬主要指的是Cd、Pb、Cr、Zn、Hg和類金屬As等幾種生物毒性顯著的元素，以及 Mn、Ni、Cu等常見兀素。
[0003] 由于重金屬污染具有普遍性、隱蔽性或潛伏性、不可逆性、間接危害性與表聚性的 特點，它可以通過食物鏈不斷在生物體內(nèi)富集，最終到達食物鏈頂端，在人體內(nèi)蓄積從而危 害人類的健康，因此土壤重金屬污染日益引起人們的關注。據(jù)統(tǒng)計，我國遭受不同程度重金 屬污染的耕地面積已接近2X105km2,約占耕地總面積的15%，每年因重金屬污染導致的糧 食減產(chǎn)超過1. 〇X107t，被重金屬污染的糧食多達1. 2X107t，合計經(jīng)濟損失至少200億元 [1]。據(jù)了解，當今面積最廣、危害最大的環(huán)境問題之一是重金屬污染。土壤重金屬污染給 農(nóng)業(yè)種植、土壤肥力和作物的產(chǎn)量與品質(zhì)帶來了諸多不利影響的同時，生態(tài)環(huán)境以及人類 的生命健康也受到了巨大的威脅，如由有機汞引起的日本的水俁病就是典型的例證。由于 生物效應和重金屬污染毒性機理的復雜特性，重金屬污染一直是當前研宄的熱點。因此，為 了環(huán)境質(zhì)量能夠得到更大的改善，人類能夠更好的生存，我們需要順應環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的 趨勢，對重金屬污染的土壤進行大規(guī)模治理和生態(tài)修復。
[0004] 現(xiàn)有處理方法主要有：
[0005] 客土 /換土法：客土法和換土法有需要損耗大量的財力與人力的缺點，所以，其只 適用于重污染區(qū)的小面積土壤的治理。
[0006] 礦物吸附法：其工程量較大、投資費用高，且破壞土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥力隨之下降， 并且還要處理換出的污土。
[0007] 洗淋法：洗淋法能夠方便的進行回收處理，但是對被重金屬污染土壤進行浸提后， 土壤中鉀、鈣、鎂、鐵、錳等幾種營養(yǎng)元素的含量將減少，其中部分營養(yǎng)元素的有效性也隨之 降低，并且工程量大。
[0008] 生物修復法：生物修復的效果較好，且容易操作，但其修復周期較長，且植物對重 金屬的吸收由于環(huán)境濃度的差異較大而存在被動吸收。所以該技術目前還處于試驗和示范 階段。
[0009] 重金屬離子礦化法：將產(chǎn)品直接噴灑到受污染的土地表面，藥劑自然滲透和重金 屬離子反應，生產(chǎn)不溶于水、酸堿的穩(wěn)定化合物，起到礦化作用，使得重金屬離子不迀移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于：提供的環(huán)保用的重金屬離子礦化劑，該劑針對重金屬離子具 有很好礦化能力，可廣泛應用于被重金屬離子污染的農(nóng)田、工業(yè)場地、戈壁、沙漠等地，還可 用于含有重金屬離子的生活污泥、工業(yè)污泥以及油田中的鉆井廢液和含油污泥等的治理和 修復，是一種綠色環(huán)保的藥劑。
[0011] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑，原料以重 量份數(shù)配制，由5-15份甲基乙烯基醚，10-20份馬來酸酐，20-30份乙酸乙酯，5-8份過硫 酸鈉，0. 05-0. 1份過氧化十二酰，5-8份磷酸二氫銨，5-8份硫代硫酸鈉，10-20份碳酸鈉， 10-30份水。
[0012] 本發(fā)明一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑最佳配制為：10份甲基乙烯基醚， 15份馬來酸酐，20份乙酸乙酯，5份過硫酸鈉，0. 1份過氧化十二酰，8份磷酸二氫銨，5份硫 代硫酸鈉，10份碳酸鈉，20份水。
[0013] 本發(fā)明一種用于處理土壤重金屬離子礦化劑的合成方法為：
[0014]S1將水加入到反應釜中，以120-180轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，加入馬來酸酐；
[0015] S2升溫到60-80°C，加入乙酸乙酯和過氧化十二酰，攪拌20-30分鐘；
[0016]S3加入甲基乙烯基醚，恒溫3-4小時；
[0017] S4加入硫代硫酸鈉和過硫酸鈉，反應1-2小時；
[0018] S5加入磷酸二氫銨和碳酸鈉，攪拌20-30分鐘；
[0019] S6自然冷卻。
[0020] 本發(fā)明的重金屬離子礦化劑，合成所需的藥劑，甲基乙烯基醚，馬來酸酐，乙酸乙 酯，過硫酸鈉，份過氧化十二酰，磷酸二氫銨，硫代硫酸鈉，碳酸鈉，均為市售產(chǎn)品。
[0021] 本發(fā)明合成的重金屬離子礦化劑，其性能參數(shù)為：外觀：白色至淡黃色粘稠液體， PH(1:100倍稀釋）6. 0-8. 0;固含量彡25%;達到產(chǎn)品的設計要求，彰顯技術進步。
[0022] 本發(fā)明研制的重金屬離子礦化劑，針對重金屬離子具有很好礦化能力，可廣泛應 用于被重金屬離子污染的農(nóng)田、工業(yè)場地、戈壁、沙漠等地，還可用于含有重金屬離子的生 活污泥、工業(yè)污泥以及油田中的鉆井廢液和含油污泥等的治理和修復，是一種綠色環(huán)保的 藥劑。
[0023] 本產(chǎn)品具有如下優(yōu)點：
[0024] 將本發(fā)明產(chǎn)品直接噴灑到受污染的土地表面，藥劑自然滲透和重金屬離子反應， 產(chǎn)生不溶于水、酸堿的穩(wěn)定化合物，起到礦化作用，使得重金屬離子不迀移。
[0025] 本發(fā)明重金屬離子礦化劑具有操作簡單，成本低廉，見效快等特點，其能力遠好于 其他方法，達到標準要求。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明產(chǎn)品作進一步的說明。
[0027] 實施例1
[0028] 假設以下述比例：本發(fā)明的一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑，以重量份數(shù) 配制，由5份甲基乙烯基醚，20份馬來酸酐，15份乙酸乙酯，8份過硫酸鈉，0. 05份過氧化 十二酰，5份磷酸二氫銨，8份硫代硫酸鈉，20份碳酸鈉，10份水配置
[0029] 制備：先將水加入到反應釜中，攪拌（攪拌速度為120-180轉(zhuǎn)/分鐘），再加入馬來 酸酐，升溫到65°C，然后加入乙酸乙酯和過氧化十二酰，攪拌20分鐘后加入甲基乙烯基醚， 恒溫聚合反應3小時；再加入硫代硫酸鈉和過硫酸鈉，反應1小時，最后加入磷酸二氫銨和 碳酸鈉，攪拌20分鐘，混合均勻后停止攪拌，自然冷卻即為產(chǎn)品。
[0030] 本產(chǎn)品去除重金屬離子能力實驗效果（根據(jù)GB15618-2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》 進行對比）見表1。
[0031] 將本產(chǎn)品按比例噴灑到含有重金屬離子的土壤上，自然滲透，24小時后做浸出實 驗，測定重金屬離子濃度，同時對沒有噴灑藥劑的含有重金屬離子土壤做浸出實驗（空白 實驗），測定重金屬離子濃度進行對比，計算出去除率。
[0032]表1
[0035]從上表數(shù)據(jù)可知：本發(fā)明重金屬離子礦化劑對重金屬離子具有很好的去除能力， 達到標準要求。
[0036] 實施例2
[0037] 以10份甲基乙烯基醚，15份馬來酸酐，20份乙酸乙酯，5份過硫酸鈉，0. 1份過氧 化十二酰，8份磷酸二氫銨，5份硫代硫酸鈉，10份碳酸鈉，20份水；
[0038]制備：先將水加入到反應釜中，攪拌（攪拌速度為120-180轉(zhuǎn)/分鐘），再加入馬來 酸酐，升溫到75°C，然后加入乙酸乙酯和過氧化十二酰，攪拌30分鐘后加入甲基乙烯基醚， 恒溫聚合反應4小時；再加入硫代硫酸鈉和過硫酸鈉，反應2小時，最后加入磷酸二氫銨和 碳酸鈉，攪拌30分鐘，混合均勻后停止攪拌，自然冷卻即為產(chǎn)品。
[0039] 本產(chǎn)品去除重金屬離子能力實驗效果（根據(jù)GB15618-2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》 進行對比）見表2。
[0040] 將本產(chǎn)品按比例噴灑到含有重金屬離子的土壤上，自然滲透，24小時后做浸出實 驗，測定重金屬離子濃度，同時對沒有噴灑藥劑的含有重金屬離子土壤做浸出實驗（空白 實驗），測定重金屬離子濃度進行對比，計算出去除率。
[0041]表2
[0042]
[0044] 從上表數(shù)據(jù)可知：本發(fā)明重金屬離子礦化劑對重金屬離子具有很好的去除能力， 達到標準要求。
[0045] 實施例3
[0046] 以15份甲基乙烯基醚，5份馬來酸酐，10份乙酸乙酯，6份過硫酸鈉，0.8份過氧化 十二酰，6份磷酸二氫銨，6份硫代硫酸鈉，15份碳酸鈉，30份水；
[0047] 制備：先將水加入到反應釜中，攪拌（攪拌速度為120-180轉(zhuǎn)/分鐘），再加入馬來 酸酐，升溫到80°C，然后加入乙酸乙酯和過氧化十二酰，攪拌30分鐘后加入甲基乙烯基醚， 恒溫聚合反應4小時；再加入硫代硫酸鈉和過硫酸鈉，反應2小時，最后加入磷酸二氫銨和 碳酸鈉，攪拌30分鐘，混合均勻后停止攪拌，自然冷卻即為產(chǎn)品。
[0048]本產(chǎn)品去除重金屬離子能力實驗效果（根據(jù)GB15618-2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》 進行對比）見表3。
[0049]將本產(chǎn)品按比例噴灑到含有重金屬離子的土壤上，自然滲透，24小時后做浸出實 驗，測定重金屬離子濃度，同時對沒有噴灑藥劑的含有重金屬離子土壤做浸出實驗（空白 實驗），測定重金屬離子濃度進行對比，計算出去除率。
[0050]表3
[0051]
[0052] 從上表數(shù)據(jù)可知：本發(fā)明重金屬離子礦化劑對重金屬離子具有很好的去除能力， 達到標準要求。
[0053] 經(jīng)過檢測，處理后的土壤中K、Ca、Mg、Fe、Mn等幾種營養(yǎng)元素變化很小，因此本產(chǎn) 品不影響土壤的正常功能，不會破壞土壤成分，是一種綠色環(huán)保的藥劑。
[0054] 本發(fā)明所采用多種化學品可用其他化學性質(zhì)相近的物質(zhì)代替，如過硫酸鈉可用過 硫酸鉀、過硫酸銨等替代，磷酸二氫銨可用磷酸氫鈣、磷酸二氫鈉等替代，碳酸鈉可用碳酸 鉀替代等等，所以根據(jù)本發(fā)明所作的其他等效或近似變換也在本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑，原料以重量份數(shù)配制，由5-15份甲基乙烯 基醚，10-20份馬來酸酐，20-30份乙酸乙酯，5-8份過硫酸鈉，0. 05-0. 1份過氧化十二酰， 5-8份磷酸二氫銨，5-8份硫代硫酸鈉，10-20份碳酸鈉，10-30份水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑，其特征在于，其重 量份數(shù)組成為，10份甲基乙烯基醚，15份馬來酸酐，20份乙酸乙酯，5份過硫酸鈉，0. 1份過 氧化十二酰，8份磷酸二氫銨，5份硫代硫酸鈉，10份碳酸鈉，20份水。3. -種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑的合成方法為： Sl將水加入到反應釜中，以120-180轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，加入馬來酸酐； S2升溫到60-80°C，加入乙酸乙酯和過氧化十二酰，攪拌20-30分鐘； S3加入甲基乙烯基醚，恒溫3-4小時； S4加入硫代硫酸鈉和過硫酸鈉，反應1-2小時； S5加入磷酸二氫銨和碳酸鈉，攪拌20-30分鐘； S6自然冷卻。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于處理土壤重金屬離子的礦化劑及其合成方法，礦化劑的重量份數(shù)配比為5-15份甲基乙烯基醚，10-20份馬來酸酐，20-30份乙酸乙酯，5-8份過硫酸鈉，0.05-0.1份過氧化十二酰，5-8份磷酸二氫銨，5-8份硫代硫酸鈉，10-20份碳酸鈉，10-30份水。本發(fā)明研制的重金屬離子礦化劑，針對重金屬離子具有很好礦化能力，可廣泛應用于被重金屬離子污染的農(nóng)田、工業(yè)場地、戈壁、沙漠等地，還可用于含有重金屬離子的生活污泥、工業(yè)污泥以及油田中的鉆井廢液和含油污泥等的治理和修復，是一種綠色環(huán)保的藥劑。
【IPC分類】C09K17/40, C09K101/00, C09K103/00, B09C1/08
【公開號】CN104962292
【申請?zhí)枴緾N201510267196
【發(fā)明人】吳樹林, 馬江平, 張克江, 吳蘅
【申請人】成都科衡環(huán)保技術有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年5月23日