本发明属于土壤治理，具体涉及利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法。
背景技术：
1、重金属污染土壤已成为全球范围内一个日益严峻的环境问题。随着工业化进程的加速和城市化的发展，大量的重金属通过工业废水、废气、固体废物等途径进入土壤环境，导致土壤重金属含量超标，进而对生态环境和人类健康构成严重威胁。重金属污染具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法生物降解等特点，它们能长期存在于土壤中，通过食物链不断在生物体内富集，最终进入人体，对健康产生长期且潜在的危害。
2、因此，寻求一种高效、经济且环境友好的重金属污染土壤治理方法显得尤为重要。硫酸亚铁作为一种常见的化学原料，因其独特的化学性质，在治理重金属污染土壤方面展现出了巨大的潜力。硫酸亚铁能够通过一系列化学反应，如氧化还原、沉淀、吸附等，有效改变土壤中重金属的存在状态，降低其生物有效性和迁移性，从而达到治理重金属污染土壤的目的。
3、专利cn 113560335 b公开一种强化超积累植物修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：于超积累植物根部土壤或地上部施硫酸亚铁肥。该发明利用硫酸亚铁肥强化超积累植物修复重金属污染土壤，硫酸亚铁在土壤中会迅速氧化成fe2o3，形成h2so4，并释放出h+，降低土壤ph值和增加土壤重金属有效性，并且该发明硫酸亚铁肥的用量合理，提高超积累植物对土壤重金属提取效率，缩短修复周期，但是通过该方法降低土壤中的重金属浓度以及提高微生物生物量仍有提高的空间。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，用于解决现有技术中对土壤中的重金属去除效果不佳以及微生物生物量低的技术问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、本发明提供利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
4、步骤(1)：将制备得到的硫酸亚铁微胶囊与被重金属污染的土壤进行混合，翻耕，静置培养，得到硫酸亚铁微胶囊治理土壤；
5、步骤(2)：在硫酸亚铁微胶囊治理土壤中加入改性活性炭，培养后用水进行淋洗，得到改性活性炭治理土壤；
6、步骤(3)：在改性活性炭治理土壤中添加土壤调理剂，然后喷雾洒水，翻耕，静置后，种植苋菜，待苋菜生长至开花期或成熟期时，将苋菜进行收割，测量土壤中的重金属离子含量以及微生物生物量。
7、作为优选，所述硫酸亚铁微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
8、q1：将棉花加入至硫酸水溶液中，加热反应，反应结束后，加入蒸馏水终止反应，静置，收集沉淀，将沉淀用蒸馏水进行稀释后，得到乳白色悬浮液，离心，弃去上清液，继续用蒸馏水稀释沉淀，重复操作至沉淀在离心后仍保持悬浮状态，透析，得到纳米悬浮液；
9、q2：将4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷和花生油进行混合，得到有机相混合液，将硫酸亚铁、氯化钠和纳米悬浮液进行混合，得到水相混合液，将两种混合液进行混合后，高速乳化，形成乳液，随后在机械搅拌过程中加入乙二胺，反应，得到硫酸亚铁微胶囊。
10、以上过程中，棉花与硫酸水溶液混合并加热时，硫酸会降解棉花中的纤维素分子，糖苷键被水解，纤维素链发生断裂，随后通过沉淀，离心，得到纳米悬浮液，随后，以纳米悬浮液作为稳定粒子制备了pickering乳液模版，引入乙二胺和4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷在有机相和水相界面聚合，将硫酸亚铁包封在载体材料中，获得硫酸亚铁微胶囊。
11、作为优选，所述q1中，棉花、硫酸水溶液和蒸馏水的用量比为(1-2)g：(10-20)g：(100-200)ml，硫酸水溶液的质量分数为65wt％，加热反应温度为50-70℃，时间为1-2h，静置时间为24-30h，离心转速为10000-12000rpm，时间为10-15min，透析过程中，透析袋的截留分子量为8-14kda，透析至ph呈中性。
12、作为优选，所述q2中，4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷和花生油的用量比为(1-4)g：(10-20)ml，硫酸亚铁、氯化钠和纳米悬浮液的用量比为(0.25-0.5)g：(0.32-0.64)g：(8-12)ml，悬浮液的质量分数为0.6wt％，高速乳化转速为10000-12000rpm，时间为5-8min，机械搅拌转速为100-120rpm，搅拌时间为30-50min，反应温度为27-30℃，时间为2-3h。
13、作为优选，所述步骤(1)中，硫酸亚铁微胶囊和被重金属污染的土壤的质量比为(30-40)g：(1-2)kg，翻耕深度为10-25cm，静置培养时间为20-30天。
14、作为优选，所述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
15、s1：将稻草秸秆用超纯水进行洗涤去除杂质，干燥，研磨，过筛，得到稻草秸秆粉末，将粉末与碳酸氢钾进行混合后加入至超纯水中，水浴加热搅拌，烘干，热处理，得到改性活性炭前驱体；
16、s2：将改性活性炭前驱体进行研磨、水洗、干燥，然后将其置于含有乙酸溶液的容器中，磁力搅拌后，洗涤，干燥，得到改性活性炭。
17、以上过程中，利用稻草秸秆作为原材料，碳酸氢钾为造孔剂，在热解温度下，制备了改性活性炭前驱体，随后以乙酸作为改性剂，制备得到改性活性炭。
18、作为优选，所述s1中，干燥温度为70-80℃，时间为20-24h，过筛粒径为1-2mm，粉末、碳酸氢钾和超纯水的用量比为(18-24)g：(9-12)g：(100-120)ml，水浴加热温度为70-80℃，搅拌时间为2-4h，烘干温度为80-90℃，热处理过程为：通入氮气形成缺氧环境，以5℃/min的速率将温度升至600℃，并在该温度下保持2h。
19、作为优选，所述s2中，改性活性炭前驱体和乙酸溶液的用量比为(5-10)g：(30-60)ml，乙酸溶液的体积分数为50vt％，磁力搅拌时间为4-6h，用超纯水洗涤至中性，干燥温度为60-80℃，时间为12-16h。
20、作为优选，所述步骤(2)中，硫酸亚铁微胶囊治理土壤与改性活性炭的用量比为(1.3-2.2)kg：(15-22)g，培养时间为7-12天。
21、作为优选，所述步骤(3)中，静置时间为7-14天。
22、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
23、1.本发明首先利用棉花、硫酸、4,4-二异氰酸酯二环己基甲苯、硫酸亚铁为原料，制备硫酸亚铁微胶囊，随后以稻草秸秆、碳酸氢钾和乙酸为原料，制备改性生物炭，将两者用于被重金属污染的土壤中，可以有效降低重金属含量和增加微生物生物量，随后在重金属污染的土壤中种植苋菜，进一步降低土壤中的重金属含量和增加微生物生物量，促进污染土壤的治理。
24、2.本发明以纳米悬浮液作为稳定粒子，氯化钠作为助稳定剂，使乙二胺和4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷发生聚合反应，包裹硫酸亚铁，得到硫酸亚铁微胶囊，将其用于被重金属污染的土壤中，可以达到更好的治理效果，微胶囊结构的存在防止硫酸亚铁与环境中的其他物质发生不必要的反应，提高其在土壤中的稳定性和持久性，长期作用于重金属污染，且将硫酸亚铁微胶囊投入土壤中可以缓慢释放铁离子，减少对土壤ph值的冲击，减少副作用的产生，硫酸亚铁微胶囊还可以实现定向释放和缓释，使铁离子更直接、有效地作用于重金属污染区域，提高修复效率，减少资源浪费。
25、3.本发明利用固体废弃物稻草秸秆为原料，碳酸氢钾为扩孔剂，乙酸为改性剂，制备改性活性炭，多孔结构的存在可以有效降低重金属的浓度，乙酸的改性使得活性炭表面增加了羟基和羧基基团，这些基团与重金属离子发生络合或者离子交换作用，进一步提高活性炭对重金属的吸附性能，降低重金属含量，且改性活性炭可以作为微生物的载体，为微生物提供附着和生长的空间，从而提高土壤中的微生物生物量，进一步提高了土壤的自净能力和生态系统的稳定性。
1.利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述硫酸亚铁微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述q1中，棉花、硫酸水溶液和蒸馏水的用量比为(1-2)g：(10-20)g：(100-200)ml，硫酸水溶液的质量分数为65wt％，加热反应温度为50-70℃，时间为1-2h，静置时间为24-30h，离心转速为10000-12000rpm，时间为10-15min，透析过程中，透析袋的截留分子量为8-14kda，透析至ph呈中性。
4.根据权利要求2所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述q2中，4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷和花生油的用量比为(1-4)g：(10-20)ml，硫酸亚铁、氯化钠和纳米悬浮液的用量比为(0.25-0.5)g：(0.32-0.64)g：(8-12)ml，悬浮液的质量分数为0.6wt％，高速乳化转速为10000-12000rpm，时间为5-8min，机械搅拌转速为100-120rpm，搅拌时间为30-50min，反应温度为27-30℃，时间为2-3h。
5.根据权利要求1所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硫酸亚铁微胶囊和被重金属污染的土壤的质量比为(30-40)g：(1-2)kg，翻耕深度为10-25cm，静置培养时间为20-30天。
6.根据权利要求1所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述s1中，干燥温度为70-80℃，时间为20-24h，过筛粒径为1-2mm，粉末、碳酸氢钾和超纯水的用量比为(18-24)g：(9-12)g：(100-120)ml，水浴加热温度为70-80℃，搅拌时间为2-4h，烘干温度为80-90℃，热处理过程为：通入氮气形成缺氧环境，以5℃/min的速率将温度升至600℃，并在该温度下保持2h。
8.根据权利要求6所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述s2中，改性活性炭前驱体和乙酸溶液的用量比为(5-10)g：(30-60)ml，乙酸溶液的体积分数为50vt％，磁力搅拌时间为4-6h，用超纯水洗涤至中性，干燥温度为60-80℃，时间为12-16h。
9.根据权利要求1所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硫酸亚铁微胶囊治理土壤与改性活性炭的用量比为(1.3-2.2)kg：(15-22)g，培养时间为7-12天。
10.根据权利要求1所述的利用硫酸亚铁原料治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，静置时间为7-14天。
