一种原位固化移除土壤重金属的生态袋及施用方法

摘要

本发明提出的原位固化移除土壤重金属铅、镉、铬的生态袋，有两层包装袋，内层丙纶土工布袋内装有罗丹明6G改性生物质炭高分子材料；内外层两包装袋分别由丙纶土工布和涤纶土工布构成，外层的涤纶土工布覆盖于内层的丙纶土工布上；装于内层布袋内的高分子材料以生物质秸秆与罗丹明6G为前驱体，通过炭化、氧化、缩水聚合等步骤制备而得，富含孔结构与多胺分子，对铅、镉、铬离子有较强的吸附性能。本发明克服了传统原位固定-钝化技术仅仅降低重金属生物有效性，但重金属依然留存于土壤，存在二次污染风险的不足，制备原料来源于生物质，绿色环保，工艺简单，对土壤中的铅、镉、铬去除效率高，符合循环经济发展需要，具有规模化生产应用前景。

主权项

本发明提出的一种原位固化移除土壤重金属铅、镉、铬的生态袋及施用方法，其特征在于： 1)、原位固化移除土壤重金属铅、镉、铬的生态袋的组成：包括袋体和装于袋中的罗丹明6G改性的生物质基高分子材料共同构成。袋体由防UV腐蚀性能的涤纶土工布覆盖于丙纶纺粘无纺布上制作而成；罗丹明6G改性生物质基高分子材料装于袋体内层中的丙纶纺粘无纺布层内。 2)、罗丹明6G改性生物质基高分子材料的制备过程：将成熟农业生物质秸秆粉加入磷酸在氮气氛中加热活化制备出表面富含羟基、羧酸基等含氧官能团的多孔生物质炭，取5克上述生物质炭加100～500ml的10～50％的硝酸搅拌1～10个小时，反应完毕后将产物洗涤过滤烘干后，分散到50～200ml甲苯和0.5～2.0g罗丹明6G中，搅拌均匀，加入5克N，N′‑二环己基碳二亚胺，回流反应8～48小时。将反应产物过滤、洗净、烘干得新型罗丹明6G改性生物质基炭高分子材料。其中农业生物质秸秆包括甘蔗渣、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆以及棉花秸秆等。 3)、土壤重金属的原位固化：将装有罗丹明6G改性生物质基高分子材料的生态袋以梅花、棋盘、网格、蛇形法施用至中轻度重金属超标土壤中，放置15～180天。其中重金属为铅、镉、铬中的一种或几种，将装有500g罗丹明6G改性生物质炭的生态袋埋入旱田土壤中10～20cm，或直接固定在水田土壤表面上，生态袋施用量为10～20个/每亩(每个生态袋内含100～500g罗丹明6G改性生物质炭)，土壤含水率不低于20％，土壤pH值为5～9。 4)、土壤重金属的移除：将吸附重金属的生态袋从土壤中取出，完成土壤重金属原位固化‑移除。