本發明屬于重金屬污染化學修復領域，涉及一種鈍化劑，尤其涉及一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑。

背景技術：

隨著城市化進程的加快和產業結構的調整，我國因工業企業搬遷而廢棄遺留下來的“棕地”超過50多萬塊，成為許多大中城市土地資源安全再利用的限制因素。由于長期以來工業廢水的排放及金屬冶煉，重金屬污染的場地日益增多。重金屬污染帶來的嚴重后果使得重金屬污染場地的治理成為亟待解決的任務。目前，我國重金屬污染的耕地面積約為1.5億畝；全國每年被重金屬污染的糧食多達1200萬t，每年因重金屬污染而造成的糧食減產1000多萬t，經濟損失合計超過300億元。因此，近年來重金屬污染農用土壤的修復和治理成為研究熱點。

技術實現要素：

本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，以克服現有技術的缺陷。

為實現上述目的，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組份混合制成：淀粉黃原酸酯5-8％、可溶性肥料10-20％、可溶性磷酸鹽10-18％、去離子水55-75％。

其中，可溶性肥料是指可以溶于水的肥料，可以為無機肥料，例如鉀肥、鎂肥、鈣肥等，也可以為有機肥料，或者兩者混合的復合肥料。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：其中，可溶性肥料為鉀肥。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：其中，鉀肥為硫酸鉀、氯化鉀和碳酸鉀中的一種或兩種以上混合。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：可溶性磷酸鹽為磷酸二銨和/或磷酸二氫銨。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：步驟一、將淀粉和氯化鈉溶液混合均勻，加熱至40-55℃，反應8-9h；步驟二、與氫氧化鈉溶液和交聯劑反應，加熱45-50℃，反應8-9h；步驟三、與氫氧化鈉溶液和二硫化碳反應，攪拌2-3h；步驟四、后處理得到淀粉黃原酸酯。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：其中，步驟一中，淀粉為粗淀粉，氯化鈉溶液為質量百分比為1-3％的氯化鈉溶液，粗淀粉和1-3％的氯化鈉溶液的比例為10-20g:20-25mL；步驟二中，先加入去離子水稀釋，再加入氫氧化鈉溶液和交聯劑，氫氧化鈉溶液為質量百分比為15-18％的氫氧化鈉溶液，步驟一中1-3％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、15-18％的氫氧化鈉溶液、交聯劑的比例為20-25mL:20-25mL:4.5-5mL:0.3-0.5mL；步驟三中，先加入去離子水稀釋，再加入氫氧化鈉溶液和二硫化碳，氫氧化鈉溶液為質量百分比為25-30％的氫氧化鈉溶液，步驟一中1-3％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、25-30％的氫氧化鈉溶液、二硫化碳的比例為20-25mL:2-3mL:5-7mL。

其中，粗淀粉是指，在淀粉測定過程中，一些纖維素在酸或酶的作用下也分解為糖類參與計算，測定得到的淀粉。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：其中，交聯劑為環氧氯丙烷，環氧氯丙烷滴加加入混合溶液體系中。

進一步，本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，還可以具有這樣的特征：其中，步驟四中，后處理具體為：抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固體依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌。

本專利的有益效果在于：本發明提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由淀粉黃原酸酯、可溶性肥料、可溶性磷酸鹽和去離子水混合制成，其中，淀粉黃原酸酯中的淀粉黃鹽酸基團可與土壤中的重金屬離子生成穩定的絡合物沉淀，即利用淀粉黃原酸酯的化學吸附來穩定土壤中的重金屬；可溶性肥料可以改善土壤性質，優選用鉀肥，可以調節土壤肥料，為后續的土地重新農用提供條件；可溶性磷酸鹽既可以與土壤中的重金屬形成穩定的磷酸鹽沉淀，同時又為土壤提供了氮、磷元素，具有土壤保肥的作用。

本發明提供了一種經濟、高效、綠色的土壤重金屬修復鈍化劑，不僅高效快速的穩定土壤中的有害重金屬，并為土壤保肥提供條件，能夠使得受污染土地快速回用，尤其適用于貧瘠土壤重金屬污染的修復。

具體實施方式

實施例一

本實施例提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組分混合制成：8％淀粉黃原酸酯、16％硫酸鉀、16％磷酸二銨和60％去離子水。

本實施例中，硫酸鉀也可以為氯化鉀、碳酸鉀等鉀肥。

本實施例中，磷酸二銨也可以為磷酸二氫銨等可溶性磷酸鹽。

其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：

步驟一、將粗淀粉與質量百分比為1％的氯化鈉溶液混合均勻，加熱至40℃，反應8h。粗淀粉與1％的氯化鈉溶液的比例為15g:22.5mL。

步驟二、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為15％的氫氧化鈉溶液，并滴加環氧氯丙烷，加熱至45℃，反應8h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、15％的氫氧化鈉溶液、環氧氯丙烷的比例為22.5mL:20mL:4.5mL:0.4mL。

本實施例中，環氧氯丙烷也可以為三偏磷酸鈉等其他交聯劑。

步驟三、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳，攪拌2h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳的比例為22.5mL:20mL:2.5mL:6mL。

步驟四、抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固定依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌，獲得淡黃色固體，即為淀粉黃原酸酯。

實施例二

本實施例提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組分混合制成：6％淀粉黃原酸酯、20％氯化鉀、14％磷酸二氫銨和60％去離子水。

本實施例中，氯化鉀也可以為硫酸鉀、碳酸鉀等鉀肥。

本實施例中，磷酸二氫銨也可以為磷酸二銨等可溶性磷酸鹽。

其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：

步驟一、將粗淀粉與質量百分比為1％的氯化鈉溶液混合均勻，加熱至45℃，反應8h。粗淀粉與1％的氯化鈉溶液的比例為15g:22.5mL。

步驟二、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為15％的氫氧化鈉溶液，并滴加環氧氯丙烷，加熱至45℃，反應8h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、15％的氫氧化鈉溶液、環氧氯丙烷的比例為22.5mL:20mL:4.5mL:0.4mL。

本實施例中，環氧氯丙烷也可以為三偏磷酸鈉等其他交聯劑。

步驟三、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳，攪拌2.5h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳的比例為22.5mL:20mL:2.5mL:6mL。

步驟四、抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固定依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌，獲得淡黃色固體，即為淀粉黃原酸酯。

實施例三

本實施例提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組分混合制成：8％淀粉黃原酸酯、20％碳酸鉀、12％磷酸二銨和60％去離子水。

本實施例中，碳酸鉀也可以為硫酸鉀、氯化鉀等鉀肥。

本實施例中，磷酸二銨也可以為磷酸二氫銨等可溶性磷酸鹽。

其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：

步驟一、將粗淀粉與質量百分比為1％的氯化鈉溶液混合均勻，加熱至50℃，反應8h。粗淀粉與1％的氯化鈉溶液的比例為15g:22.5mL。

步驟二、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為15％的氫氧化鈉溶液，并滴加環氧氯丙烷，加熱至45℃，反應8h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、15％的氫氧化鈉溶液、環氧氯丙烷的比例為22.5mL:20mL:4.5mL:0.4mL。

本實施例中，環氧氯丙烷也可以為三偏磷酸鈉等其他交聯劑。

步驟三、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳，攪拌3h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳的比例為22.5mL:20mL:2.5mL:6mL。

步驟四、抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固定依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌，獲得淡黃色固體，即為淀粉黃原酸酯。

實施例四

本實施例提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組分混合制成：7％淀粉黃原酸酯、15％硫酸鉀、18％磷酸二氫銨和60％去離子水。

本實施例中，硫酸鉀也可以為碳酸鉀、氯化鉀等鉀肥。

本實施例中，磷酸二氫銨也可以為磷酸二銨等可溶性磷酸鹽。

其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：

步驟一、將粗淀粉與質量百分比為1％的氯化鈉溶液混合均勻，加熱至55℃，反應8h。粗淀粉與1％的氯化鈉溶液的比例為15g:22.5mL。

步驟二、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為15％的氫氧化鈉溶液，并滴加環氧氯丙烷，加熱至45℃，反應8h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、15％的氫氧化鈉溶液、環氧氯丙烷的比例為22.5mL:20mL:4.5mL:0.4mL。

本實施例中，環氧氯丙烷也可以為三偏磷酸鈉等其他交聯劑。

步驟三、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳，攪拌2h。步驟一中1％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、27％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳的比例為22.5mL:20mL:2.5mL:6mL。

步驟四、抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固定依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌，獲得淡黃色固體，即為淀粉黃原酸酯。

實施例五

本實施例提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組分混合制成：5％淀粉黃原酸酯、10％硝酸鈣、5％磷酸二銨、5％磷酸二氫銨和75％去離子水。

本實施例中，硝酸鈣也可以為硫酸鎂等可溶性肥料。

其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：

步驟一、將粗淀粉與質量百分比為2％的氯化鈉溶液混合均勻，加熱至40℃，反應9h。粗淀粉與2％的氯化鈉溶液的比例為10g:20mL。

步驟二、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為17％的氫氧化鈉溶液，并滴加環氧氯丙烷，加熱至50℃，反應9h。步驟一中2％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、17％的氫氧化鈉溶液、環氧氯丙烷的比例為20mL:22mL:5mL:0.3mL。

本實施例中，環氧氯丙烷也可以為三偏磷酸鈉等其他交聯劑。

步驟三、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為25％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳，攪拌2h。步驟一中2％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、25％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳的比例為20mL:22mL:3mL:5mL。

步驟四、抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固定依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌，獲得淡黃色固體，即為淀粉黃原酸酯。

實施例六

本實施例提供一種用于農用土壤重金屬修復的復合鈍化劑，由以下重量百分比的組分混合制成：8％淀粉黃原酸酯、19％硫酸鎂、18％磷酸二氫銨和55％去離子水。

本實施例中，硫酸鎂也可以為硝酸鈣等可溶性肥料。

本實施例中，磷酸二氫銨也可以為磷酸二銨等可溶性磷酸鹽。

其中，淀粉黃原酸酯的制備過程為：

步驟一、將粗淀粉與質量百分比為3％的氯化鈉溶液混合均勻，加熱至55℃，反應8.5h。粗淀粉與3％的氯化鈉溶液的比例為20g:25mL。

步驟二、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為18％的氫氧化鈉溶液，并滴加環氧氯丙烷，加熱至50℃，反應8.5h。步驟一中3％的氯化鈉溶液與步驟二中去離子水、18％的氫氧化鈉溶液、環氧氯丙烷的比例為25mL:25mL:4.7mL:0.5mL。

本實施例中，環氧氯丙烷也可以為三偏磷酸鈉等其他交聯劑。

步驟三、加入去離子水稀釋，再加入質量百分比為30％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳，攪拌2h。步驟一中3％的氯化鈉溶液與步驟三中去離子水、30％的氫氧化鈉溶液和二硫化碳的比例為25mL:25mL:2mL:7mL。

步驟四、抽濾步驟三獲得的混合溶液，得到的固定依次用去離子水、丙酮和乙醚洗滌，獲得淡黃色固體，即為淀粉黃原酸酯。