CN106966780A

CN106966780A - 一种土壤改良剂及其制备方法

Info

Publication number: CN106966780A
Application number: CN201710113853.XA
Authority: CN
Inventors: 施春华; 张美芬
Original assignee: Shengzhou City Paitepu Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shengzhou City Paitepu Technology Development Co Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2017-07-21

Abstract

本发明提供了一种土壤改良剂及其制备方法，成份及其重量份为：12~20份草木灰、5~10份磷矿渣、5~9份生石灰、2~5份沸石、2~5份凹凸棒土、1~3份异龙海藻泥、2~5份五味子药渣、2~5份黄芩药渣、20~30份秸秆、8~13份山核桃果壳、0.02~0.04份鱼藤酮、10~15份山竹果壳、3~5份EM菌剂、7~20份磷酸脲、8~14份尿素、10~15份生化黄腐植酸钾、9~12份γ‑聚谷氨酸。有益效果为：土壤改良剂孔隙率高，对重金属离子具有特异性吸附；调节土壤pH，微量元素含量丰富，同时补充N、P、K三种元素；能使土壤保持较高的疏松度，肥力保持时间长，持水性好。

Description

一种土壤改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体是一种土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

随着我国人口的增加、城镇化的推进和人民群众物质生活水平的提高，对工矿企业加工生产的各类产品需求量也高速增加，负面影响是使得工矿企业在生产经营过程中通过各种途径排入环境土壤中的有害重金属(如Cr、Cd、Pb、As等)不断增加，严重破坏了自然生态环境和威胁了人民身体健康，因此污染土壤治理已迫在眉睫。

污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素；主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。

目前，修复重金属污染土壤主要通过两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在状态，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性，主要修复技术有农艺和化学法；二是利用工程技术方法从土壤中去除重金属，主要修复技术主要有物理法、生物法。

植物修复是公认的较为理想的原位土壤治理技术，但存在明显的缺点：超积累植物往往植株矮小、生物量较低、生长速度慢、生长周期长；大多数超积累植物只能积累某种重金属，不适合复合型重金属污染土壤修复；植物修复受到土壤类型、温度、湿度和营养等环境条件限制。

化学法就是加入土壤改良剂改变土壤的物理、化学性质，通过对重金属的吸附、沉淀或共沉淀作用，改变了重金属在土壤中的存在状态，从而降低其生物有效性和迁移性。

物理工程措施是利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤的一类方法，包括客土法、淋洗法、热处理法、电解法等。客土法将破坏自然土壤的性状，同时还可能影响到地下水安全；淋洗法要求土壤必须具有较的高渗透能力，同时残留的淋洗剂会产生次生污染问题；热处理法修复效率较低和经济投入高，还存在有毒气体的排放和土壤基本性状的改变；电解法受限于土壤的特性，不适用于渗透性好、传导性差的土壤。总体来看，物理法虽然能较彻底地清除污染土壤的重金属，但存在着成本高昂，不适合用于污染面积较大的土壤，且容易破坏土壤结构和土壤肥力，以及造成二次污染。

现有技术如授权公告号为CN104046361B的中国发明专利，公开了一种复合型重金属污染土壤改良剂及其应用和施用方法，其包括如下组分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石和有机肥，其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:有机肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):(0.4-1.2)。其通过生石灰、钙镁磷肥、羟基磷灰石中的磷酸盐、草木灰中的碳酸钾等无机组分固定污染土壤中的重金属，并结合草木灰、有机肥等有机肥料相改善污染土壤的肥力，持续强化受污染土壤的修复。该土壤改良剂固定重金属的能力较弱，土壤肥力保持度和保水性能不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能吸附重金属离子，降低其生物有效性和迁移性，调节土壤pH，增加土壤肥力，并且保持时间长，增加土壤持水性；同时补充N、P、K，营养全面的土壤改良剂。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：

一种土壤改良剂，成份及其重量份为：12~20份草木灰、5~10份磷矿渣、5~9份生石灰、2~5份沸石、2~5份凹凸棒土、1~3份异龙海藻泥、2~5份五味子药渣、2~5份黄芩药渣、20~30份秸秆、8~13份山核桃果壳、0.02~0.04份鱼藤酮、10~15份山竹果壳、3~5份EM菌剂、7~20份磷酸脲、8~14份尿素、10~15份生化黄腐植酸钾、9~12份γ-聚谷氨酸。上述土壤改良剂孔隙率高，对重金属离子具有特异性吸附，可有效降低其生物有效性和迁移性，减少生物累积；异龙海藻泥和鱼藤酮通过磷酸脲促进生物有效性和迁移性的降低，调节土壤pH，改良碱性土壤，使其适合植物生长；微量元素含量丰富，同时补充N、P、K三种元素，并且有机肥和无机肥结合，肥力充足，加快植物生长；能使土壤保持较高的疏松度，肥力保持时间长，持水性好。

一种土壤改良剂的制备方法，具体步骤为：

1）一次发酵：将五味子药渣、黄芩药渣、秸秆、山核桃果壳、山竹果壳粉碎，加入EM菌剂和水，物料：水的质量体积比为1g：（0.5~1.1）mL。充分混合，放置4~6天，升温，升温后温度为50~58℃，发酵期间检测物料的含氧量和含水量，控制含氧量为8~15%，含水量为25~39%，发酵时间为5~6天。菌种进行有氧呼吸，将物料的纤维素、半纤维素、木质素、果胶分解成小分子物质，土壤中细菌能将其分解成无机物，供植物吸收利用；

2）二次发酵：翻抛物料堆，发酵，温度达到45~50℃后再翻抛，继续发酵，温度达到65~78℃后，将物料摊开晾晒，干燥，粉碎，过筛。分步发酵，使物料发酵的更充分；

3）煅烧：将沸石、凹凸棒土和磷矿渣煅烧，分段煅烧，温度为100~200℃时煅烧12~15min；温度为500~600℃时煅烧20~25min；温度为1000~1200℃时煅烧10~15min；温度为300~400℃时煅烧10~15min，每段温度改变在2~3min内完成。煅烧结束后降温，研磨。将沸石、凹凸棒土和磷矿渣煅烧后，其孔隙率增加，吸附性能增强；

4）土壤改良剂的制备：将步骤2、3得到的物质混合，加入草木灰、生石灰、异龙海藻泥、鱼藤酮、磷酸脲、尿素、生化黄腐植酸钾和γ-聚谷氨酸，混合均匀，造粒，得到粒径为1.5~3.0mm的土壤改良剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采取分段发酵，并保证物料的含氧量和含水量，菌种进行有氧呼吸，将物料的纤维素、半纤维素、木质素、果胶分解成小分子物质，土壤中细菌能将其分解成无机物，供植物吸收利用；将沸石、凹凸棒土和磷矿渣煅烧后，其孔隙率增加，吸附性能增强；最后得到的土壤改良剂孔隙率高，对重金属离子具有特异性吸附，可有效降低其生物有效性和迁移性，减少生物累积；调节土壤pH，改良碱性土壤，使其适合植物生长；微量元素含量丰富，同时补充N、P、K三种元素，并且有机肥和无机肥结合，肥力充足，加快植物生长；能使土壤保持较高的疏松度，肥力保持时间长，持水性好；操作步骤简单，原料成本低廉，适合重金属污染严重的土壤和盐碱性土壤使用。

具体实施例

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

一种土壤改良剂，成份及其重量份为：12~20份草木灰、5~10份磷矿渣、5~9份生石灰、2~5份沸石、2~5份凹凸棒土、1~3份异龙海藻泥、2~5份五味子药渣、2~5份黄芩药渣、20~30份秸秆、8~13份山核桃果壳、0.02~0.04份鱼藤酮、10~15份山竹果壳、3~5份EM菌剂、7~20份磷酸脲、8~14份尿素、10~15份生化黄腐植酸钾、9~12份γ-聚谷氨酸。上述土壤改良剂孔隙率高，对重金属离子具有特异性吸附，可有效降低其生物有效性和迁移性，减少生物累积；调节土壤pH，改良碱性土壤，使其适合植物生长；微量元素含量丰富，同时补充N、P、K三种元素，并且有机肥和无机肥结合，肥力充足，加快植物生长；能使土壤保持较高的疏松度，肥力保持时间长，持水性好。

一种土壤改良剂的制备方法，具体步骤为：

2）二次发酵：停止加温，翻抛物料堆，发酵，温度达到45~50℃后再翻抛，继续发酵，温度达到65~78℃后，将物料摊开晾晒，干燥，粉碎，过筛。分步发酵，使物料发酵的更充分；

实施例2：

一种土壤改良剂，成份及其最优选重量份为：18份草木灰、7份磷矿渣、8份生石灰、4份沸石、3份凹凸棒土、2份异龙海藻泥、5份五味子药渣、2份黄芩药渣、27份秸秆、10份山核桃果壳、0.03份鱼藤酮、13份山竹果壳、4份EM菌剂、13份磷酸脲、10份尿素、12份生化黄腐植酸钾、10份γ-聚谷氨酸。上述土壤改良剂孔隙率高，对重金属离子具有特异性吸附，可有效降低其生物有效性和迁移性，减少生物累积；调节土壤pH，改良碱性土壤，使其适合植物生长；微量元素含量丰富，同时补充N、P、K三种元素，并且有机肥和无机肥结合，肥力充足，加快植物生长；能使土壤保持较高的疏松度，肥力保持时间长，持水性好。

一种土壤改良剂的制备方法，最优选步骤为：

1）一次发酵：将五味子药渣、黄芩药渣、秸秆、山核桃果壳、山竹果壳粉碎，加入EM菌剂和水，物料：水的质量体积比为1g：1mL。充分混合，放置5天，升温，升温后温度为55℃，发酵期间检测物料的含氧量和含水量，控制含氧量为12%，含水量为31%，发酵时间为6天。发酵仓中的供氧主要通过曝气***的装置来完成，通过温度自动测试探头、湿度仪器探头、溶氧量探头，将秸秆堆肥中的温度、水分含量、氧气含量等传输到中控计算机中，中控计算机再将信息传输到曝氧风机和水分喷淋马达，实现间歇式通气曝氧和补充水的目的；菌种进行有氧呼吸，将物料的纤维素、半纤维素、木质素、果胶分解成小分子物质，土壤中细菌能将其分解成无机物，供植物吸收利用；

2）二次发酵：停止加温，翻抛物料堆，发酵，每天记录温度，温度达到48℃后再翻抛，继续发酵，温度达到72℃后，将物料摊开晾晒，干燥，粉碎，过筛。分步发酵，使物料发酵的更充分，腐解溶出大量元素和微量元素；

3）煅烧：将沸石、凹凸棒土和磷矿渣煅烧，分段煅烧，温度为100~200℃时煅烧15min；温度为500~600℃时煅烧25min；温度为1000~1200℃时煅烧15min；温度为300~400℃时煅烧15min，每段温度改变在2~3min内完成。煅烧结束后降温，研磨。将沸石、凹凸棒土和磷矿渣煅烧后，其孔隙率增加，吸附性能增强；

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种土壤改良剂，其特征在于成份及其重量份为：12~20份草木灰、5~10份磷矿渣、5~9份生石灰、2~5份沸石、2~5份凹凸棒土、1~3份异龙海藻泥、2~5份五味子药渣、2~5份黄芩药渣、20~30份秸秆、8~13份山核桃果壳、0.02~0.04份鱼藤酮、10~15份山竹果壳、3~5份EM菌剂、7~20份磷酸脲、8~14份尿素、10~15份生化黄腐植酸钾、9~12份γ-聚谷氨酸。

2.一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于以下步骤：

1）一次发酵：将五味子药渣、黄芩药渣、秸秆、山核桃果壳、山竹果壳粉碎，加入EM菌剂和水，充分混合，放置，升温，发酵；

2）二次发酵：翻抛物料堆，发酵，再翻抛，继续发酵，发酵完成后，将物料摊开晾晒，干燥，粉碎，过筛；

3）煅烧：将沸石、凹凸棒土和磷矿渣煅烧，煅烧结束后降温，研磨；

4）土壤改良剂的制备：将步骤2、3得到的物质混合，加入草木灰、生石灰、异龙海藻泥、鱼藤酮、磷酸脲、尿素、生化黄腐植酸钾和γ-聚谷氨酸，混合均匀，造粒，得到土壤改良剂。

3.根据权利要求2所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中物料：水的质量体积比为1g：（0.5~1.1）mL。

4.根据权利要求2所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中放置时间为4~6天。

5.根据权利要求2所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中升温后温度为50~58℃，发酵期间检测物料的含氧量和含水量，控制含氧量为8~15%，含水量为25~39%，发酵时间为5~6天。

6.根据权利要求2所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中第一次翻抛后温度达到45~50℃，再进行翻抛，温度达到65~78℃后，将物料摊开晾晒。

7.根据权利要求2所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3中分段煅烧，温度为100~200℃时煅烧12~15min；温度为500~600℃时煅烧20~25min；温度为1000~1200℃时煅烧10~15min；温度为300~400℃时煅烧10~15min，每段温度改变在2~3min内完成。

8.根据权利要求2所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤4中土壤改良剂粒径为1.5~3.0mm。