一种绿色水基土壤修复剂及其制备方法与应用

本发明涉及土壤修复，具体涉及一种绿色水基土壤修复剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着工农业的迅速发展，土壤污染问题日益突出。土壤修复方法主要分为物理修复、化学修复和生物修复。其中化学修复的修复效率高，速度快，因此得到了广泛的应用。然而，化学修复技术仍存在成本高、易造成二次污染、难以实现原位修复等缺陷，且对于有机及重金属复合污染土壤的综合去除效率较差。

2、淋洗修复方法去除土壤中污染物是目前一种高效的修复方法，表面活性剂增效修复技术(surfactant enhanced remediation，ser)被广泛应用于污染土壤的淋洗修复。表面活性剂溶液产生的泡沫注入土壤后，通过表面活性剂与金属离子之间的相互作用，可将重金属污染物带离土壤，通过表面活性剂对有机污染物的脱附增溶作用，也可将有机污染物带离土壤。由于泡沫的波及效率强，在非均质性土壤中也有较好的修复效果，并且修复速度快，可以实现原位修复，因此在土壤复合污染修复治理方面具有重要应用前景。

3、土壤是多孔介质，泡沫在土壤中运移时会受到孔吼的剪切，其动态稳定性对于泡沫的波及效率以及修复效果至关重要。提高泡沫液膜的强度，可以使泡沫在土壤中运移时不易破裂，动态稳定性提高，进而提高波及效率，使泡沫能够充分波及含有污染物的土壤，从而提高修复效果。泡沫的动态稳定性还与泡沫的携液能力密切相关。提高泡沫的携液能力，可以使泡沫液膜厚度增大，泡沫的析液和粗化速率减慢，因此在土壤中运移时抗剪切能力强，泡沫的动态稳定性提高。此外，提高泡沫的携液能力，泡沫可以更有效地携带含有污染物的水溶液脱离土壤，从而提高泡沫修复的效率。因此，提高泡沫的动态稳定性和携液能力是提高泡沫修复效率的关键所在。

4、目前的表面活性剂增效修复技术主要采用单一类型表面活性剂水基泡沫进行土壤污染修复，不能兼顾到对多种类型污染物的去除，同时仅使用表面活性剂产生的泡沫往往存在携液能力不足和动态稳定性差的问题，严重影响修复效果。另外，现有表面活性剂增效修复技术中采用的表面活性剂在绿色和环境友好性方面不够理想，修复后残留会对土壤造成二次污染。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提供了一种绿色水基土壤修复剂及其制备方法与应用。

2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供一种绿色水基土壤修复剂，包括以下组分：

4、氨基酸类表面活性剂0.01～1份、烷基糖苷类表面活性剂0.01～1份、木质素纳米颗粒(lnps)0.05～0.25份和余量为水；各组分的重量共为100份。

5、本发明的第二个方面，提供上述绿色水基土壤修复剂的制备方法，包括：

6、将氨基酸类表面活性剂和烷基糖苷类表面活性剂分别配制至限定的质量分数，两者混合均匀后，加入木质素纳米颗粒，后加入去离子水，混合均匀后即得绿色水基土壤修复剂。

7、本发明的第三个方面，提供一种污染土壤的修复方法，采用上述绿色水基土壤修复剂对所述污染土壤进行修复。

8、本发明的有益效果在于：

9、(1)本发明中绿色水基土壤修复剂包括氨基酸类表面活性剂、烷基糖苷类表面活性剂和木质素纳米颗粒。氨基酸类表面活性剂、烷基糖苷类表面活性剂均为绿色表面活性剂，其中，氨基酸表面活性剂为两性表面活性剂，分子含有羧基基团，可与重金属离子通过静电相互作用结合，从而将其去除；烷基糖苷类表面活性剂为非离子表面活性剂，与氨基酸表面活性剂复合可显著提高体系的表/界面活性，使复合体系的发泡能力、泡沫稳定性以及增溶乳化有机污染物的能力增强，实现对重金属离子和有机物两类污染物的去除。采用具有双亲性的木质素纳米颗粒与前述表面活性剂复合体系复配，木质素纳米颗粒与表面活性剂分子协同吸附在气液界面上，从而增加泡沫液膜厚度，进一步提高泡沫的携液量和泡沫动态稳定性；并且进一步降低油水界面张力，提高体系的乳化性能，从而进一步提升土壤修复效果。

10、(2)本发明中绿色水基土壤修复剂的起泡性和泡沫动态稳定性好，携液能力强，对土壤中有机及重金属复合污染物的去除效率高，速度快，所选用的成分均绿色无毒无害，易生物降解，具有环境和生物友好性，因此在污染土壤的快速高效原位修复方面具有重要的应用前景。

技术特征：

1.一种绿色水基土壤修复剂，其特征在于，包括以下组分：

2.如权利要求1所述的绿色水基土壤修复剂，其特征在于，所述氨基酸类表面活性剂包括：月桂酰肌氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、肉豆蔻酰肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸铵、椰油酰肌氨酸铵、月桂酰肌氨酸异丙酯、椰油酰肌氨酸钾、月桂酰肌氨酸钾、月桂酰谷氨酸钠、椰油酰谷氨酸钠、肉豆蔻酰谷氨酸钠、月桂酰谷氨酸铵、椰油酰谷氨酸铵、月桂酰谷氨酸异丙酯、椰油酰谷氨酸钾、月桂酰谷氨酸钾、月桂酰丙氨酸钠、椰油酰丙氨酸钠、肉豆蔻酰丙氨酸钠、月桂酰丙氨酸铵、椰油酰丙氨酸铵、月桂酰丙氨酸异丙酯、椰油酰丙氨酸钾、月桂酰丙氨酸钾及其组合；月桂酰甘氨酸钠、椰油酰甘氨酸钠、肉豆蔻酰甘氨酸钠、月桂酰甘氨酸铵、椰油酰甘氨酸铵、月桂酰甘氨酸异丙酯、椰油酰甘氨酸钾、月桂酰甘氨酸钾及其组合，优选为月桂酰谷氨酸钠。

3.如权利要求1所述的绿色水基土壤修复剂，其特征在于，所述烷基糖苷类表面活性剂包括：c8～c16烷基葡糖苷、c8～c16烷基多聚葡糖苷或c8～c16烷基葡糖苷和c8～c16烷基多聚葡糖苷的组合，优选为烷基糖苷apg0810。

4.如权利要求1所述的绿色水基土壤修复剂，其特征在于，所述木质素纳米颗粒的制备方法包括：

5.如权利要求4所述的绿色水基土壤修复剂，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为醇类，包括甲醇和乙醇，优选为乙醇；

6.如权利要求4所述的绿色水基土壤修复剂，其特征在于，步骤(1)中，搅拌的时间为20～30h，优选为24h；

7.如权利要求1所述的绿色水基土壤修复剂，其特征在于，所述绿色水基土壤修复剂，包括以下组分：

8.权利要求1～7任一项所述的绿色水基土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括：

9.一种污染土壤的修复方法，其特征在于，采用权利要求1～7任一项所述的绿色水基土壤修复剂对所述污染土壤进行修复。

10.如权利要求9所述的污染土壤的修复方法，其特征在于，所述污染土壤中的污染物包括重金属以及有机物。

技术总结本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种绿色水基土壤修复剂及其制备方法与应用。绿色水基土壤修复剂，包括以下组分：氨基酸类表面活性剂0.01～1份、烷基糖苷类表面活性剂0.01～1份、木质素纳米颗粒(LNPs)0.05～0.25份和余量为水；各组分的重量共为100份。本发明中绿色水基土壤修复剂的起泡性和泡沫动态稳定性好，携液能力强，对土壤中有机及重金属复合污染物的去除效率高，速度快，所选用的成分均绿色无毒无害，易生物降解，具有环境和生物友好性，因此在污染土壤的快速高效原位修复方面具有重要的应用前景。技术研发人员：李英,刘越受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1