CN107487796A - 一种复合生态修复剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合生态修复剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合生态修复剂及其制备方法和应用，该修复剂按照重量份的原料包括：贝壳粉23‑31份、乙烯基三甲氧基硅烷1‑5份、乙酰丙酸3‑7份、魔芋粉15‑25份、丁酸钠5‑12份、木酢液11‑19份。将贝壳粉粉碎、加入乙酰丙酸溶液，加热制得贝壳粉处理物；将魔芋粉粉碎、与乙烯基三甲氧基硅烷溶液混合加热搅拌处理制得混合物A；将木酢液与柠檬酸水溶液混合加热搅拌制得混合物B；将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合加热搅拌即得。本发明能够对水中污染物进行转移、转化及降解作用，促进水体稳定，提高耐冲击力，逐渐恢复水生生态***和水体的自净功能，能够缩短收鱼时间。本发明还能显著降解土壤中氯氰菊酯含量，有效改善土壤质量。

Description

一种复合生态修复剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，具体是一种复合生态修复剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会的发展，环境问题日益严重。水污染、高毒农药的残留问题受到了越来越多的关注。其中，我国的城市景观水、生态湖泊、河涌水环境、农村生活污水、水产养殖循环水等方面的污染一直在进一步加剧。目前我国对于这些水环境的治理，经常采用的是水处理装置，这些装置不仅费电，还必须在治理时才能发挥功效，一旦停止使用，水环境仍会继续恶化。高毒农药中的氯氰菊酯是继有机氯、有机磷和氨基甲酸酯之后人工合成的、环境相容性较好、生物活性高以及稳定性高的一大类农药，近年来代替有机磷农药、有机氯农药等成为主要农药类型。但是随着其广泛、大量的应用，并且由在环境中相对稳定、自然条件下难以降解，其在环境及其农产品上的残留问题也日益严重起来。传统的方法是带来的副作用大，往往造成环境的二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合生态修复剂及其制备方法和应用，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：
一种复合生态修复剂，按照重量份的原料包括：贝壳粉23-31份、乙烯基三甲氧基硅烷1-5份、乙酰丙酸3-7份、魔芋粉15-25份、丁酸钠5-12份、木酢液11-19份。
作为本发明进一步的方案：所述复合生态修复剂，按照重量份的原料包括：贝壳粉25-29份、乙烯基三甲氧基硅烷2-4份、乙酰丙酸4-6份、魔芋粉18-22份、丁酸钠7-10份、木酢液13-17份。
作为本发明进一步的方案：所述复合生态修复剂，按照重量份的原料包括：贝壳粉27份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、乙酰丙酸5份、魔芋粉20份、丁酸钠8份、木酢液15份。
一种复合生态修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将乙酰丙酸与其质量10-12倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过100-150目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至55-60℃并在该温度下加热搅拌50-60min，制得贝壳粉处理物；
2)将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量4-5倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过100-150目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液混合搅拌1-1.2h，然后加热至63-65℃并在该温度下搅拌处理0.5-0.7h；制得混合物A；
3)将木酢液与其质量6-7倍的质量浓度为8-12％的柠檬酸水溶液混合，加热至75-80℃，并在该温度下搅拌处理45-50min，然后升温至95-98℃，并在该温度下搅拌处理1-1.2h，制得混合物B；
4)将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在72-75℃的温度下搅拌处理2-2.5h即得。
作为本发明进一步的方案：步骤1)中，搅拌速度为120-150r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌速度为250-300r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤3)中，搅拌速度为150-180r/min。
本发明另一目的是提供所述修复剂在氯氰菊酯污染修复中的应用。
本发明另一目的是提供所述修复剂在污水治理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用上述原料及工艺制得的修复剂，能够对水中污染物进行转移、转化及降解作用，促进水体稳定，提高耐冲击力，逐渐恢复水生生态***和水体的自净功能，能够缩短收鱼时间。本发明还能显著降解土壤中氯氰菊酯含量，30天内氯氰菊酯降解率达85％以上，在促进污染物降解的同时还能有效改善土壤质量。本发明原料简单易得，制备工艺简单、易控制、易操作，效果显著，适于工业化生产。
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
本发明实施例中，一种复合生态修复剂，包括以下原料：贝壳粉23kg、乙烯基三甲氧基硅烷1kg、乙酰丙酸3kg、魔芋粉15kg、丁酸钠5kg、木酢液11kg。
将乙酰丙酸与其质量10倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过100目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至55℃并在该温度下以120r/min的搅拌速度加热搅拌50min，制得贝壳粉处理物。将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量4倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过100目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液以250r/min的搅拌速度混合搅拌1h，然后加热至63℃并在该温度下搅拌处理0.5h；制得混合物A。将木酢液与其质量6倍的质量浓度为8％的柠檬酸水溶液混合，加热至75℃，并在该温度下以150-180r/min的搅拌速度搅拌处理45min，然后升温至95℃，并在该温度下以150r/min的搅拌速度搅拌处理1h，制得混合物B。将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在72℃的温度下搅拌处理2h即得。
实施例2
本发明实施例中，一种复合生态修复剂，包括以下原料：贝壳粉31kg、乙烯基三甲氧基硅烷5kg、乙酰丙酸7kg、魔芋粉25kg、丁酸钠12kg、木酢液19kg。
将乙酰丙酸与其质量12倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过150目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至60℃并在该温度下以150r/min的搅拌速度加热搅拌60min，制得贝壳粉处理物。将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量5倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过150目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液以300r/min的搅拌速度混合搅拌1.2h，然后加热至65℃并在该温度下搅拌处理0.7h；制得混合物A。将木酢液与其质量7倍的质量浓度为12％的柠檬酸水溶液混合，加热至80℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理50min，然后升温至98℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理1.2h，制得混合物B。将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在75℃的温度下搅拌处理2.5h即得。
实施例3
本发明实施例中，一种复合生态修复剂，包括以下原料：贝壳粉25kg、乙烯基三甲氧基硅烷2kg、乙酰丙酸4kg、魔芋粉18kg、丁酸钠7kg、木酢液13kg。
将乙酰丙酸与其质量11倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过150目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至58℃并在该温度下以150r/min的搅拌速度加热搅拌55min，制得贝壳粉处理物。将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量4.5倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过150目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液以300r/min的搅拌速度混合搅拌1.2h，然后加热至64℃并在该温度下搅拌处理0.7h；制得混合物A。将木酢液与其质量6.5倍的质量浓度为10％的柠檬酸水溶液混合，加热至80℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理50min，然后升温至98℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理1.2h，制得混合物B。将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在75℃的温度下搅拌处理2.5h即得。
实施例4
本发明实施例中，一种复合生态修复剂，包括以下原料：贝壳粉29kg、乙烯基三甲氧基硅烷4kg、乙酰丙酸6kg、魔芋粉22kg、丁酸钠10kg、木酢液17kg。
将乙酰丙酸与其质量11倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过150目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至58℃并在该温度下以150r/min的搅拌速度加热搅拌55min，制得贝壳粉处理物。将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量4.5倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过150目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液以300r/min的搅拌速度混合搅拌1.2h，然后加热至64℃并在该温度下搅拌处理0.7h；制得混合物A。将木酢液与其质量6.5倍的质量浓度为10％的柠檬酸水溶液混合，加热至80℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理50min，然后升温至98℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理1.2h，制得混合物B。将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在75℃的温度下搅拌处理2.5h即得。
实施例5
本发明实施例中，一种复合生态修复剂，包括以下原料：贝壳粉27kg、乙烯基三甲氧基硅烷3kg、乙酰丙酸5kg、魔芋粉20kg、丁酸钠8kg、木酢液15kg。
将乙酰丙酸与其质量11倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过150目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至58℃并在该温度下以150r/min的搅拌速度加热搅拌55min，制得贝壳粉处理物。将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量4.5倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过150目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液以300r/min的搅拌速度混合搅拌1.2h，然后加热至64℃并在该温度下搅拌处理0.7h；制得混合物A。将木酢液与其质量6.5倍的质量浓度为10％的柠檬酸水溶液混合，加热至80℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理50min，然后升温至98℃，并在该温度下以180r/min的搅拌速度搅拌处理1.2h，制得混合物B。将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在75℃的温度下搅拌处理2.5h即得。
对比例1
将各原料直接混合搅拌均匀，再在75℃的温度下搅拌处理2.5h即得。原料量与实施例5一致。
实施例6
分别称取12g实施例1-5及对比例1的修复剂，再称取氯氰菊酯污染的农田土壤1.5kg，过20目筛子，混匀，得混合土壤，将混合土壤置于花盆中。在25℃温室中培养，每周翻土及补充水分2～3次。定期采集10g土样利用气相色谱-质谱联用仪进行氯氰菊酯含量检测，取样时间为第2、10、15、20、30天。
结果如表1所示。
表1各实施例第n天检测的氯氰菊酯含量(mg/kg)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 空白组 对比例1
第2天 32.2 32.0 27.6 26.5 23.1 51.5 44.2
第10天 21.5 20.2 17.8 17.2 16.5 51.5 33.1
第15天 15.8 15.1 14.1 13.7 12.1 51.5 30.3
第20天 13.1 12.9 9.8 9.5 8.5 51.5 30.5
第30天 7.8 7.6 3.5 3.1 1.8 51.5 28.6
结果显示，施用本发明提供的修复剂，在30天内氯氰菊酯降解率达85％左右。明显优于没有施用的土壤以及对比例1。而且优选的是实施例3-5，在30天内氯氰菊酯降解率达93％以上，最优的是实施例5，在30天内氯氰菊酯降解率达96％。
实施例7
将本发明修复剂应用于水产养殖和景观池塘中进行效果验证试验。某地100多亩草鱼养殖池塘，在使用前，经常发生各种细菌性疾病，池塘底质发黑，透明度20cm，水中氨氮和亚硝酸盐分别为1.5mg/L和0.5mg/L，使用实施例5修复剂3天后，进行测量，氨氮和硝酸盐分别降低到0.1mg/L和0.02mg/L，透明度达到35cm。使用实施例5修复剂1个月后，池塘的底质发黑部分开始变白，淤泥有部分溃散。该养殖户提前10天收获鱼，和之前未使用的修复制剂时10天后收获鱼的规格差不多，到收鱼为止该池塘一直没发生任何细菌性疾病。
同时还对实施例1-4及对比例1的修复剂进行上述试验，使用实施例1-4修复剂3天后，进行测量，氨氮和硝酸盐分别降低到0.15-0.38mg/L和0.04-0.08mg/L，透明度达到30-35cm。该养殖户提前4-8天收获鱼，和之前未使用的修复制剂时4-8天后收获鱼的规格差不多，到收鱼为止该池塘一直没发生任何细菌性疾病。
使用对比例修复剂3天后，进行测量，氨氮和硝酸盐分别降低到1.2mg/L和0.4mg/L，透明度达到25cm。未提前收鱼，到收鱼为止该池塘发生过一些细菌性疾病。
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。

Claims (9)

1.一种复合生态修复剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：贝壳粉23-31份、乙烯基三甲氧基硅烷1-5份、乙酰丙酸3-7份、魔芋粉15-25份、丁酸钠5-12份、木酢液11-19份。
2.根据权利要求1所述的复合生态修复剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：贝壳粉25-29份、乙烯基三甲氧基硅烷2-4份、乙酰丙酸4-6份、魔芋粉18-22份、丁酸钠7-10份、木酢液13-17份。
3.根据权利要求1所述的复合生态修复剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：贝壳粉27份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、乙酰丙酸5份、魔芋粉20份、丁酸钠8份、木酢液15份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的复合生态修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将乙酰丙酸与其质量10-12倍的去离子水混合，制得乙酰丙酸溶液；将贝壳粉粉碎、过100-150目筛，然后加入乙酰丙酸溶液，然后升温至55-60℃并在该温度下加热搅拌50-60min，制得贝壳粉处理物；
2)将乙烯基三甲氧基硅烷与其质量4-5倍的乙醇混合，制得乙烯基三甲氧基硅烷溶液；将魔芋粉粉碎、过100-150目筛，然后与乙烯基三甲氧基硅烷溶液混合搅拌1-1.2h，然后加热至63-65℃并在该温度下搅拌处理0.5-0.7h；制得混合物A；
3)将木酢液与其质量6-7倍的质量浓度为8-12％的柠檬酸水溶液混合，加热至75-80℃，并在该温度下搅拌处理45-50min，然后升温至95-98℃，并在该温度下搅拌处理1-1.2h，制得混合物B；
4)将贝壳粉处理物、混合物A、混合物B、丁酸钠混合搅拌均匀，再在72-75℃的温度下搅拌处理2-2.5h即得。
5.根据权利要求4所述的复合生态修复剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，搅拌速度为120-150r/min。
6.根据权利要求4所述的复合生态修复剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，搅拌速度为250-300r/min。
7.根据权利要求4所述的复合生态修复剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，搅拌速度为150-180r/min。
8.如权利要求1-3任一所述的修复剂在氯氰菊酯污染修复中的应用。
9.如权利要求1-3任一所述的修复剂在污水治理中的应用。
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