技术领域
本发明涉及一种土壤修复技术领域，具体是一种芴污染土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
随着煤、石油在工业生产，交通运输以及生活中被广泛应用，多环芳烃（PAHs）已成为世界各国共同关注的有机污染物；多环芳烃是指两个以上苯环连在一起的化合物如芴、蒽等，是一类惰性较强的碳氢化合物，由于这种较强的惰性致使它们比较稳定，能广泛地存在于环境、水和土壤中。目前已对2000多种化合物做了致癌试验，发现有致癌作用的有500余种，其中200余种系芳香烃类；在这些致癌物中多环芳烃是最重要的一类。多环芳烃在环境中虽是微量的，但分布很广，人们能够通过大气、水、食物等摄取，是人类癌症的重要起因。多环芳烃不易溶于水，极易附着在固体颗粒上，所以一般来说，大气、土壤中的大多数多环芳烃处于吸附态；多环芳烃类污染物分布很广，基本上在各种环境介质中都发现了PAHs；因排废气、废水及废物倾倒，多环芳烃对水、大气及土壤产生直接污染。吸附在烟气微粒上的多环芳烃随气流传向周围及更远处，又随降尘、降雨及降雪进入水体及土壤，而土壤及地面多环芳烃通过扬尘再次进入大气，通过呼吸及食物链进入动物体产生毒害；芴作为一种多环芳烃，是环境中检出率较高的持久性有机污染物之一，用于制医药（制造抗痉挛药、镇静药，镇痛药，降血压药）、染料（代替蒽醌合成阴丹士林染料）；合成杀虫剂、除草剂；制抗冲击有机玻璃和芴醛树脂；用作湿润剂、洗涤剂、液体闪光剂、消毒剂等，因此对芴污染土壤的治理和修复，是十分紧迫的任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芴污染土壤修复剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土32-42份、钛白粉15-25份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯16-20份、乙二胺18-20份、羟基乙酸10-14份、聚硅硫酸铝5-8份、卡拉胶5-8份、柠檬酸钠1-6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土。
作为本发明进一步的方案：所述芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土36-38份、钛白粉19-21份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯17-19份、乙二胺18-20份、羟基乙酸10-14份、聚硅硫酸铝5-8份、卡拉胶5-8份、柠檬酸钠1-6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土。
作为本发明进一步的方案：所述芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土37份、钛白粉20份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯18份、乙二胺19份、羟基乙酸12份、聚硅硫酸铝7份、卡拉胶7份、柠檬酸钠4份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土。
作为本发明进一步的方案：所述钛白粉的目数为1200目。
作为本发明进一步的方案：所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%-20%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为44℃-46℃，时间为23-30分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
作为本发明进一步的方案：步骤（1）中混合浆体的含水率为18%。
作为本发明进一步的方案：步骤（3）中微波处理的温度为45℃，时间为27分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能够使受芴严重污染土壤的理化指标达到GB15618-2008标准；处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，受污染的土壤恢复程度高，可有效地降低了芴污染土壤处理的成本，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土32份、钛白粉15份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯16份、乙二胺18份、羟基乙酸10份、聚硅硫酸铝5份、卡拉胶5份、柠檬酸钠1份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述钛白粉的目数为1200目；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为44℃，时间为23分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
实施例2
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土36份、钛白粉19份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯17份、乙二胺18份、羟基乙酸10份、聚硅硫酸铝5份、卡拉胶5份、柠檬酸钠1份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述钛白粉的目数为1200目；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为44℃，时间为23分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
实施例3
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土37份、钛白粉20份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯18份、乙二胺19份、羟基乙酸12份、聚硅硫酸铝7份、卡拉胶7份、柠檬酸钠4份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述钛白粉的目数为1200目；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为18%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为45℃，时间为27分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
实施例4
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土38份、钛白粉21份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯19份、乙二胺20份、羟基乙酸14份、聚硅硫酸铝8份、卡拉胶8份、柠檬酸钠6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述钛白粉的目数为1200目；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为20%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为46℃，时间为30分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
实施例5
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土42份、钛白粉25份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯20份、乙二胺20份、羟基乙酸14份、聚硅硫酸铝8份、卡拉胶8份、柠檬酸钠6份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述钛白粉的目数为1200目；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为20%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为46℃，时间为30分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
对比例1
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土37份、乙二胺19份、羟基乙酸12份、卡拉胶7份、柠檬酸钠4份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为18%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为45℃，时间为27分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
对比例2
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：硅藻土37份、羟基乙酸12份、柠檬酸钠4份；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为18%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行微波处理，微波处理的温度为45℃，时间为27分钟，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
对比例3
一种芴污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：纳米改性硅藻土37份、钛白粉20份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯18份、乙二胺19份、羟基乙酸12份、聚硅硫酸铝7份、卡拉胶7份、柠檬酸钠4份；所述纳米改性硅藻土的制备方法：首先将碳酸氢钠、三(羟甲基)氨基甲烷、聚四氢呋喃醚二醇混合并进行高压搅拌处理得到混合物，接着将环氧树脂、硅藻土与混合物在真空下进行反应即得到纳米改性硅藻土；所述钛白粉的目数为1200目；所述柠檬酸钠的目数为300目。
所述的芴污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向纳米改性硅藻土中加水得到混合浆体，使其含水率为18%，随后挤压制成8mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与钛白粉、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙二胺、羟基乙酸混合均匀，堆积8h后得到混合物I；
（3）接着，将混合物II与聚硅硫酸铝、卡拉胶、柠檬酸钠进行恒温搅拌；随后置于6℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（4）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得芴污染土壤修复剂。
检测实验
利用挖掘机对污染待修复的土壤进行挖掘，将上述实施例 1-5 和对比例 1-3 中的芴污染土壤修复剂添加在污染的土壤的表面施加 2cm 厚度的修复剂后，将受污染土壤表层20cm厚的土壤与施加的修复剂通过翻耕的方式混合均匀，10 天后，进行采样监测，测试结果如表1。
由此可见，本发明实施例中制备的芴污染土壤修复剂，与对比组例比有更好的显著处理效果，本发明能够使受芴严重污染土壤的理化指标达到GB15618-2008标准；处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，受污染的土壤恢复程度高，可有效地降低了芴污染土壤处理的成本，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。