一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑及其修復工藝的制作方法

本發明涉及土壤重金屬修復領域，具體為一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑及其修復工藝。

背景技術：

現有的土壤處理藥劑成分不合理，在現有的藥劑施放一段時間之后，已經被還原的重金屬離子，又會由于空氣的氧化作用，被氧化成高價狀態，其中對土壤危害較大的為六價鉻離子和五價砷離子，這兩種離子的濃度過高會嚴重影響土壤的健康程度，并且現有的土壤重金屬處理工藝步驟繁瑣，實施起來成本過高，不適合大規模的推廣，影響土壤重金屬處理的效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑及其修復工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑，包括以下重量組份：納米零價鐵8-18份，硫酸亞鐵5-26份，多硫化鈣3-17份，赤鐵礦2-9份，鐵粉5-19份，硫化鈉1-3份，脫乙酰甲殼素3-11份，氯化鐵2-16份，微生物組合劑9-38份，復合溶解劑50-180份。

優選的，所述微生物組合劑包括以下重量組份：芽孢桿菌2-7份，白腐真菌3-10份，溝戈登氏菌4-11。

優選的，所述復合溶解劑包括以下重量組份：水32-112份，碳酸氫銨11-30份，磷酸鈣6-20份，硫酸鉀1-18份。

一種土壤重金屬修復工藝，包括以下步驟：

S1：稱量配比，將土壤重金屬修復藥劑的原料進行稱量，并分別保存起來備用；

S2：土壤初步翻覆，將配比之后的硫酸亞鐵、多硫化鈣、赤鐵礦、鐵粉、硫化鈉、氯化鐵通過播撒裝置播撒到土壤表面，然后使用耕地設備對土壤進行初步翻松處理，將播撒在土壤表面的藥劑融入到土壤中；

S3：土壤粉碎，將配比之后的納米零價鐵、脫乙酰甲殼素、微生物組合劑使用播撒設備，施放到土壤表面，并使用旋耕設備對土壤進行旋耕作業，將土壤粉碎，并進一步使藥劑與土壤融合；

S4：攪拌溶解劑，將配比的溶解劑各個組分投入到攪拌設備中進行攪拌處理，攪拌的環境溫度為15-26攝氏度，壓強為88-112千帕，至溶解劑呈懸濁液狀態；

S5：播撒溶解劑，將攪拌之后的溶解劑懸濁液使用噴灑設備噴灑到待處理的土壤表面，修復過程完成。

本發明中納米零價鐵，能夠有效的降低土壤中的重金屬離子含量，由于納米零價鐵顆粒粒徑較小，大小為1～100nm，隨著粒子直徑的減小，表面原子數占總原子數的比例急劇增加，納米粒子的表面積和表面能也迅速增大，因此吸附能力極強，并且這種納米零價鐵易氧化，因此能夠減緩土壤中高價重金屬離子被氧化的速度，從而延長本發明的藥劑的有效時間。

微生物組合劑芽孢桿菌對鉻具備高的吸附效率,在鉻初始質量濃度為20mg/L,pH5.0,吸附溫度為20℃,吸附時間20min,此時吸附率高達82.9％，溝戈登氏菌對重金屬具有吸附作用，砷的去除率可達86％左右，白腐真菌對重金屬也具有較大吸附能力，對Pb、Hg、Cu、Ni吸附量分別達到108，61，60，56mg/g。

脫乙酰甲殼素可以作為一種吸附劑、配位體或螯合劑用于水中三鹵甲烷等鹵代烴和某些重金屬離子的富集和分離，其對水體中Cr的吸附率能達到90％。

由于微生物修復技術對低濃度污染物的效果較佳，但將高濃度納米零價 鐵與微生物混合時納米零價鐵對微生物顯示出了一定程度的毒害作用并抑制了微生物的生長，而本發明的修復配方中含有脫乙酰甲殼素，這種天然高分子混合后包覆在納米零價鐵的表面，使得微生物不直接接觸納米零價鐵，減少了對微生物的毒害作用，促進了微生物的繁殖和生長，脫乙酰甲殼素不僅自身具備很強的重金屬吸附能力，同時作為有機物可以提供微生物生長足夠的營養物質。

由于引入了脫乙酰甲殼素，使得微生物組合劑中三種微生物減少了對碳源的競爭，都可以得到高速增殖，沒有相互抑制，經過多次試驗發現，上述微生物本身同時使用產生了良好的協同作用。

復合溶解劑不僅可以和重金屬形成螯合物，起到固定重金屬的作用，還能提供微生物生長所必需的礦物元素，促進微生物的生長。

本發明中各組分協調配合，組分配比也是經過多次試驗才得以確定，獲得了很好的重金屬處理效果。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明的土壤修復藥劑配方更加科學合理，各組分協調配合，通過加入納米零價鐵，能夠有效的降低土壤中的重金屬離子含量，由于納米零價鐵顆粒粒徑較小，大小為1～100nm，隨著粒子直徑的減小，表面原子數占總原子數的比例急劇增加，納米粒子的表面積和表面能也迅速增大，因此吸附能力極強，并且這種納米零價鐵易氧化，因此能夠減緩土壤中高價重金屬離子被氧化的速度，從而延長本發明的藥劑的有效時間，脫乙酰甲殼素減少了納米鐵對微生物的毒害作用，使得微生物組合劑中三種微生物減少了對碳源的競爭，都可以得到高速增殖，其本身還具備強吸附重金屬的能力，復合溶解劑不僅可以和重金屬形成螯合物，起到固定重金屬的作用，還能提供微生物生長所必需的礦物元素，促進微生物的生長。同時對土壤土質進行改良，便于土壤在清除重金屬污染的同時，恢復種植作物的能力。

本發明的土壤修復工藝步驟簡單，能夠使藥劑與土壤充分混合，從而更加全面的將土壤中的重金屬離子修復，使土壤中的重金屬離子能夠較長時間保持較低狀態，總的來說，本發明配方合理，工藝更加科學，能夠有效的降低土壤中的高價重金屬離子含量。

附圖說明

圖1為發明實驗結果對比表格。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

本發明提供一種技術方案：一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑，包括以下重量組份：納米零價鐵10份，硫酸亞鐵6份，多硫化鈣7份，赤鐵礦3份，鐵粉5份，硫化鈉1份，脫乙酰甲殼素4份，氯化鐵6份，微生物組合劑12份，復合溶解劑90份。

其中微生物組合劑包括以下重量組份：芽孢桿菌3份，白腐真菌4份，溝戈登氏菌5份；復合溶解劑包括以下重量組份：水60份，碳酸氫銨12份，磷酸鈣10份，硫酸鉀8份。

一種土壤重金屬修復工藝，包括以下步驟：

S1：稱量配比，將土壤重金屬修復藥劑的原料進行稱量，并分別保存起來備用；

S2：土壤初步翻覆，將配比之后的硫酸亞鐵、多硫化鈣、赤鐵礦、鐵粉、硫化鈉、氯化鐵通過播撒裝置播撒到土壤表面，然后使用耕地設備對土壤進行初步翻松處理，將播撒在土壤表面的藥劑融入到土壤中；

S3：土壤粉碎，將配比之后的納米零價鐵、脫乙酰甲殼素、微生物組合劑使用播撒設備，施放到土壤表面，并使用旋耕設備對土壤進行旋耕作業，將土壤粉碎，并進一步使藥劑與土壤融合；

S4：攪拌溶解劑，將配比的溶解劑各個組分投入到攪拌設備中進行攪拌處理，攪拌的環境溫度為16攝氏度，壓強為92千帕，至溶解劑呈懸濁液狀態；

S5：播撒溶解劑，將攪拌之后的溶解劑懸濁液使用噴灑設備噴灑到待處理的土壤表面，修復過程完成。

實施例二

本發明提供一種技術方案：一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑，包括以下重量組份：納米零價鐵15份，硫酸亞鐵21份，多硫化鈣13份，赤鐵礦7份，鐵粉15份，硫化鈉2份，脫乙酰甲殼素8份，氯化鐵14份，微生物組合劑18份，復合溶解劑160份。

其中微生物組合劑包括以下重量組份：芽孢桿菌5份，白腐真菌6份，溝戈登氏菌7份；復合溶解劑包括以下重量組份：水102份，碳酸氫銨28份，磷酸鈣17份，硫酸鉀13份。

一種土壤重金屬修復工藝，包括以下步驟：

S1：稱量配比，將土壤重金屬修復藥劑的原料進行稱量，并分別保存起來備用；

S2：土壤初步翻覆，將配比之后的硫酸亞鐵、多硫化鈣、赤鐵礦、鐵粉、硫化鈉、氯化鐵通過播撒裝置播撒到土壤表面，然后使用耕地設備對土壤進行初步翻松處理，將播撒在土壤表面的藥劑融入到土壤中；

S3：土壤粉碎，將配比之后的納米零價鐵、脫乙酰甲殼素、微生物組合劑使用播撒設備，施放到土壤表面，并使用旋耕設備對土壤進行旋耕作業，將土壤粉碎，并進一步使藥劑與土壤融合；

S4：攪拌溶解劑，將配比的溶解劑各個組分投入到攪拌設備中進行攪拌處理，攪拌的環境溫度為22攝氏度，壓強為101千帕，至溶解劑呈懸濁液狀態；

S5：播撒溶解劑，將攪拌之后的溶解劑懸濁液使用噴灑設備噴灑到待處理的土壤表面，修復過程完成。

實施例三

本發明提供一種技術方案：一種重金屬污染土壤高效還原修復藥劑，包括以下重量組份：納米零價鐵17份，硫酸亞鐵26份，多硫化鈣17份，赤鐵礦9份，鐵粉19份，硫化鈉3份，脫乙酰甲殼素11份，氯化鐵16份，微生物組合劑28份，復合溶解劑180份。

其中微生物組合劑包括以下重量組份：芽孢桿菌7份，白腐真菌10份，溝戈登氏菌11；復合溶解劑包括以下重量組份：水112份，碳酸氫銨30份，磷酸鈣20份，硫酸鉀18份。

一種土壤重金屬修復工藝，包括以下步驟：

S1：稱量配比，將土壤重金屬修復藥劑的原料進行稱量，并分別保存起來備用；

S2：土壤初步翻覆，將配比之后的硫酸亞鐵、多硫化鈣、赤鐵礦、鐵粉、硫化鈉、氯化鐵通過播撒裝置播撒到土壤表面，然后使用耕地設備對土壤進行初步翻松處理，將播撒在土壤表面的藥劑融入到土壤中；

S3：土壤粉碎，將配比之后的納米零價鐵、脫乙酰甲殼素、微生物組合劑使用播撒設備，施放到土壤表面，并使用旋耕設備對土壤進行旋耕作業，將土壤粉碎，并進一步使藥劑與土壤融合；

S4：攪拌溶解劑，將配比的溶解劑各個組分投入到攪拌設備中進行攪拌處理，攪拌的環境溫度為26攝氏度，壓強為108千帕，至溶解劑呈懸濁液狀態；

S5：播撒溶解劑，將攪拌之后的溶解劑懸濁液使用噴灑設備噴灑到待處理的土壤表面，修復過程完成。

通過對上述三組實施例和傳統藥劑進行對比實驗，試驗結果如圖1所示，能夠發現三組實施例處理之后的土壤，六價鉻和五價砷的離子含量均大幅降低，去除率均達到了98％左右，本發明能夠在短期內使土壤中的重金屬離子含量降低，并且藥效更加的持久，1年之內土壤中六價鉻和五價砷的離子含量沒有明顯反彈，能夠降低土壤修復的成本，提高土壤修復的效果。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。