CN109575934B - 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109575934B
CN109575934B CN201910070918.6A CN201910070918A CN109575934B CN 109575934 B CN109575934 B CN 109575934B CN 201910070918 A CN201910070918 A CN 201910070918A CN 109575934 B CN109575934 B CN 109575934B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biochar
parts
soil remediation
remediation agent
heavy metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910070918.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109575934A (zh
Inventor
成一知
纪智慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Newworld Science And Technology Co ltd
Original Assignee
Hunan Newworld Science And Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Newworld Science And Technology Co ltd filed Critical Hunan Newworld Science And Technology Co ltd
Priority to CN201910070918.6A priority Critical patent/CN109575934B/zh
Publication of CN109575934A publication Critical patent/CN109575934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109575934B publication Critical patent/CN109575934B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/02—Methods for working soil combined with other agricultural processing, e.g. fertilising, planting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • B09C1/105—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes using fungi or plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2101/00—Agricultural use

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用，包括按如下重量份计的原料：腐殖酸亚铁15～20份、生物炭15～20份、柚子皮20～30份、牡蛎壳粉15～30份、米曲霉菌1～5份和细黄链霉菌0.4～0.8份。所述制备方法包括以下步骤：S1、将柚子皮切成碎块，所述碎块的表面积不超过3cm*3cm；将所述碎块的含水率控制在10～20％；S2、向所述步骤S1处理后的碎块中加入米曲霉菌和细黄链霉菌堆积5～12h后，再与腐殖酸亚铁、生物炭和牡蛎壳粉混合均匀得到所述重金属污染土壤修复剂。与现有技术相比，本发明方案的土壤修复剂具有良好的修复效果，且对环境无污染。

Description

一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用。
背景技术
土壤是人类赖以生存的重要资源，与人类面临的粮食、资源和环境等问题息息相关。随着工业化进程的加快，土壤污染问题已成为了世界各国面临的最为棘手问题之一，土壤中的污染物又可分为无机污染物和有机污染物，其中，土壤无机污染物中以重金属污染较为严重，主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解，且易于积累。转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体的健康。土壤重金属污染具有隐蔽性和潜伏性。水体、大气污染比较直观，而土壤污染则往往要通过农作物，包括粮食、蔬菜、水果或通过牧草到动物再到人，引起人的健康明显变化时才能反映出来。从遭受污染到严重后果有一个相当长的逐步积累过程，因而具有隐蔽性和潜伏性，同时还具有不可逆性和长期性，土壤一经污染就难以恢复。其后果具有严重性，这一点与前面两点密切相关，一旦发现就很严重，一旦形成就不好治理。
目前，治理土壤重金属污染的途径主要有两种：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是将重金属元素从土壤中去除。具体修复方法包括电动修复、电热修复、土壤淋洗、化学固定修复和微生物修复等，各种方法均能在一定程度上改良土壤，但电动修复、电热修复、土壤淋洗和化学固定修复的经济成本较高，且由于会改变土壤的结构或性质，使得这类修复方式会存在二次污染问题；而微生物修复法由于微生物在遗传过程中容易发生变异，导致其稳定性较差，通常需要多次重复操作才能将土壤中的重金属污染物去除干净。因此，对于土壤重金属污染研究已取得了一定的进展，但多数修复方式是从某一方面进行，使得其有所存在方法本身的故有缺陷，若能将多种方法结合，则有望克服各方法的缺陷，同时，通过各方法的协同作用，可使得其修复效果更甚。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种修复效果好的重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种重金属污染土壤修复剂，包括按如下重量份计的原料：腐殖酸亚铁15～20份、生物炭15～20份、柚子皮20～30份、牡蛎壳粉15～30份、米曲霉菌1～5份和细黄链霉菌0.4～0.8份。
优选地，所述土壤修复剂的原料包括：牡蛎壳粉18～27份、柚子皮22～28份、生物炭16～18份、腐殖酸亚铁17～19份、米曲霉菌2～4份和细黄链霉菌0.4～0.8份。
更优选地，所述土壤修复剂的原料包括：腐殖酸亚铁18份、柚子皮25份、生物炭17份、牡蛎壳粉24份、米曲霉菌3份和细黄链霉菌0.6份。
进一步地，所述牡蛎粉的目数为800～1200目。
本发明还包括上述土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将柚子皮切成碎块，所述碎块的表面积不超过3cm*3cm；将所述碎块的含水率控制在10～20％；
S2、向所述步骤S1处理后的碎块中加入米曲霉菌和细黄链霉菌堆积5～12h后，再与腐殖酸亚铁、生物炭和牡蛎壳粉混合均匀得到所述重金属污染土壤修复剂。
进一步地，所述制备方法还包括生物炭的制备操作，所述生物炭的制备操作包括以下步骤：取木质中药材残渣碳化制备生物炭粗品，再将生物炭粗品经盐酸、硝酸处理后干燥得到改性的生物炭。
进一步地，所述木质中药材残渣碳化步骤具体操作如下：取木质中药材残渣粉碎后过80～120目筛得粉料，将所述粉料在氮气保护下800～900℃下反应2～3h，得到所述生物炭粗品。
进一步地，所述盐酸、硝酸处理的具体操作为：将生物炭粗品用0.2～1.2mol/L的盐酸溶液浸泡30～50h后过滤，用水洗涤至中性干燥后，冷却至室温，再将室却后的生物炭置于0.4～0.8mol/L的硝酸溶液中，搅拌浸泡4～9h后过滤，再次用水洗涤至中性，烘干后得到改性的生物炭。
本发明还包括上述土壤修复剂在含有Cr污染的土壤修复中的应用。
进一步地，所述应用包括以下步骤：将所述土壤修复剂与待修复土壤按0.3～0.5:100混合。
本发明的有益效果在于：柚子皮中富含大量的木质素、纤维素、多糖及果胶等成分，因而具有多种与重金属发生作用的功能团，可作为重金属离子的吸附剂；生物炭中富含有机碳，既可吸附土壤中的重金属改善土壤环境，还能提高土壤肥力；腐殖酸亚铁具有良好的还原性，可将重金属离子还原为毒性更低的价态，从而降低土壤中重金属的毒性；牡蛎壳粉具有良好的吸附性，可将土壤中的重金属离子吸附固定，避免其发生迁移；米曲霉菌可将土壤中所含的有机质及磷、钾等元素成为植物生长所需要的营养，并产生大量有益微生物，刺激作物生产，提升土壤有机质，改善土壤结构；同时，还能促进土壤中腐殖质的形成和分解，提升土壤本身对重金属的修复能力；细黄链霉菌的代谢产物中含有生长素、抗菌素、琥珀酸及细胞***素等作物生长所必须的生长调节成分，能够将土壤中的氮、磷、钾，提高土壤肥力，减少化肥用量，使得对土壤的修复具有持久有效性；同时，细黄链霉菌可协同促进腐殖酸的形成，提升土壤本身对重金属污染的修复能力，此外，细黄链霉菌还能改善土壤板结情况。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明实施例为：一种重金属污染土壤修复剂，包括按如下重量份计的原料：腐殖酸亚铁15～20份、生物炭15～20份、柚子皮20～30份、牡蛎壳粉15～30份、米曲霉菌1～5份和细黄链霉菌0.4～0.8份。
本发明还包括上述土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将柚子皮切成碎块，所述碎块的表面积不超过3cm*3cm；将所述碎块的含水率控制在10～20％；
S2、向所述步骤S1处理后的碎块中加入米曲霉菌和细黄链霉菌堆积5～12h后，再与腐殖酸亚铁、生物炭和牡蛎壳粉混合均匀得到所述重金属污染土壤修复剂。
所述制备方法还包括生物炭的制备操作，所述生物炭的制备操作包括以下步骤：取木质中药材残渣碳化制备生物炭粗品，再将生物炭粗品经盐酸、硝酸处理后干燥得到改性的生物炭。木质中药材残渣中含有大量的木纤维，吸水溶胀性好，制得的生物炭含有大量孔隙结构，同时，木质中药材残渣还能很好地杜绝臭菌、霉菌的生长和繁殖。
所述木质中药材残渣碳化步骤具体操作如下：取木质中药材残渣粉碎后过80～120目筛得粉料，将所述粉料在氮气保护下800～900℃下反应2～3h，得到所述生物炭粗品。
所述盐酸、硝酸处理的具体操作为：将生物炭粗品用0.2～1.2mol/L的盐酸溶液浸泡30～50h后过滤，用水洗涤至中性干燥后，冷却至室温，再将室却后的生物炭置于0.4～0.8mol/L的硝酸溶液中，搅拌浸泡4～9h后过滤，再次用水洗涤至中性，烘干后得到改性的生物炭。经过酸活化处理后的生物炭可使得带有负电的Cr(VI)等重金属离子基团向带正电荷的生物炭表面迁移，经过腐殖酸亚铁的强还原性将Cr(VI)等重金属离子还原，还原后，可与生物炭上的官能团发生络合反应。
本发明还包括上述土壤修复剂在含有Cr污染的土壤修复中的应用，包括以下步骤：将所述土壤修复剂与待修复土壤按0.4:100混合，测得混合前土壤中的Cr(VI)浓度为3231.8mg/kg。
将原料中的各组分按不同比例配质后制得的土壤修复剂，修复效果(5天后再次测定土壤中Cr的含量)如下表1所示：
表1土壤修复剂配方及修复效果表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
牡蛎壳粉重量份数 15 20 25 30
柚子皮重量份数 20 24 28 30
生物炭重量份数 15 17 18 20
腐殖酸亚铁重量份数 15 16 18 20
米曲霉菌重量份数 1 2 4 5
细黄链霉菌重量份数 0.4 0.6 0.7 0.8
Cr(VI)浓度mg/kg 208.43 115.21 89.34 188.9
从上表可以看出，通过本发明方案的土壤修复剂可快速高效地实现土壤中Cr(VI)的修复。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于：包括按如下重量份计的原料：牡蛎壳粉18~27份、柚子皮22~28份、生物炭16~18份、腐殖酸亚铁17~19份、米曲霉菌2~4份和细黄链霉菌0.4~0.8份；
所述生物炭的制备操作包括以下步骤：取木质中药材残渣碳化制备生物炭粗品，再将生物炭粗品经盐酸、硝酸处理后干燥得到改性的生物炭；
所述木质中药材残渣碳化步骤具体操作如下：取木质中药材残渣粉碎后过80~120目筛得粉料，将所述粉料在氮气保护下800~900℃下反应2~3h，得到所述生物炭粗品；
所述盐酸、硝酸处理的具体操作为：将生物炭粗品用0.2~1.2mol/L的盐酸溶液浸泡30~50h后过滤，用水洗涤至中性干燥后，冷却至室温，再将室温冷却后的生物炭置于0.4~0.8mol/L的硝酸溶液中，搅拌浸泡4~9h后过滤，再次用水洗涤至中性，烘干后得到改性的生物炭。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于：所述土壤修复剂的原料包括：腐殖酸亚铁18份、柚子皮25份、生物炭17份、牡蛎壳粉24份、米曲霉菌3份和细黄链霉菌0.6份。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复剂，其特征在于：所述牡蛎壳粉的目数为800~1200目。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的土壤修复剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将柚子皮切成碎块，所述碎块的表面积不超过3 cm *3cm；将所述碎块的含水率控制在10~20%；
S2、向所述步骤S1处理后的碎块中加入米曲霉菌和细黄链霉菌堆积5~12h后，再与腐殖酸亚铁、生物炭和牡蛎壳粉混合均匀得到所述重金属污染土壤修复剂。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的土壤修复剂在含有Cr污染的土壤修复中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述应用包括以下步骤：将所述土壤修复剂与待修复土壤按0.3~0.5:100混合。
CN201910070918.6A 2019-01-25 2019-01-25 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用 Active CN109575934B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910070918.6A CN109575934B (zh) 2019-01-25 2019-01-25 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910070918.6A CN109575934B (zh) 2019-01-25 2019-01-25 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109575934A CN109575934A (zh) 2019-04-05
CN109575934B true CN109575934B (zh) 2021-01-19

Family

ID=65917506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910070918.6A Active CN109575934B (zh) 2019-01-25 2019-01-25 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109575934B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111944535A (zh) * 2020-08-24 2020-11-17 浙江博世华环保科技有限公司 一种土壤稳定化药剂及其制备方法和应用
CN112811663A (zh) * 2021-01-09 2021-05-18 中新国际联合研究院 一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法
CN115216304B (zh) * 2022-08-11 2023-08-22 广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所 一种修复重金属污染的土壤调理剂及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109181704A (zh) * 2018-09-12 2019-01-11 四川中地安土壤修复技术有限公司 一种土壤重金属及有机污染修复剂及其制备与应用方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011097183A2 (en) * 2010-02-03 2011-08-11 University Of Florida Research Foundation, Inc. Biologically activated biochar, methods of making biologically activated biochar, and methods of removing contaminants from water
WO2016054431A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 Cool Planet Energy Systems, Inc. Biochars and biochar treatment processes
CN106995342A (zh) * 2017-04-28 2017-08-01 山东安绿能源科技有限公司 一种土壤调理剂及其制备和应用方法
CN107473871A (zh) * 2017-10-11 2017-12-15 南京仙草堂生物科技有限公司 一种酸性园林土壤复合改良剂
CN109046240A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 浙江海洋大学 一种基于高比表面积虾壳生物质炭的重金属吸附剂制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109181704A (zh) * 2018-09-12 2019-01-11 四川中地安土壤修复技术有限公司 一种土壤重金属及有机污染修复剂及其制备与应用方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"果皮基吸附材料在重金属离子吸附中的应用研究";胡鸣鸣等;《广州化工》;20161231;第44卷(第23期);第1节 *
"玉米皮渣制备生物炭吸附含Cr(Ⅵ) 废水研究";吴黛灵等;《齐鲁工业大学学报》;20160831;第30卷(第4期);第2节 *
我国土壤调理剂中重金属元素及其相关原料农业资源化利用现状;孙蓟锋等;《中国土壤与肥料》;20171231(第06期);第3节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109575934A (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109575934B (zh) 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用
CN110003912B (zh) 一种生物炭的改性方法以及其在土壤修复中的应用
CN106116970A (zh) 钝化土壤铅镉的改性生物质炭的制备方法及改性生物质炭
CN107382603A (zh) 一种生物质材料及其制备方法和应用
CN108689781A (zh) 生物质炭基土壤修复剂及其制备方法
CN108160037B (zh) 一种改性生物炭及其制备方法
CN104549152A (zh) 一种土壤重金属稳定剂的制备方法
CN110724012A (zh) 一种用于修复南方碱性镉污染土壤的调理剂及其制备、使用方法
CN104592999A (zh) 一种土壤重金属稳定剂
CN109678598B (zh) 一种土壤修复肥料及其制备方法
CN110591728B (zh) 一种用于汞污染土壤的调理剂及其制备方法
CN105776796A (zh) 热解猪粪降低重金属生物有效性的方法及其生物炭应用
CN108689776A (zh) 生物炭基肥、其制备方法以及修复土壤的方法
CN110550973A (zh) 一种污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料制备方法
CN107325820B (zh) 一种适于景观生态***的土壤修复剂
CN111019661A (zh) 一种硅基土壤重金属钝化剂的制备方法及其应用
CN111606769A (zh) 一种用于土壤重金属污染治理的改良剂及制备方法
CN104437407A (zh) 一种土壤重金属吸附剂
CN110434164A (zh) 一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法
CN114316997A (zh) 一种循环修复稻田镉污染试剂及其制备方法
CN112830838A (zh) 一种环保型重金属土壤修复剂
CN111944535A (zh) 一种土壤稳定化药剂及其制备方法和应用
CN112170475A (zh) 一种重金属污染土壤修复剂及修复方法
CN111620744A (zh) 一种抗生素菌渣微生物肥料及其制备方法
CN111320983A (zh) 一种土壤修复剂、其制备方法及土壤修复方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A heavy metal contaminated soil remediation agent and its preparation method and application

Effective date of registration: 20230615

Granted publication date: 20210119

Pledgee: Hunan Xiangjiang New Area Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: HUNAN NEWWORLD SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980044115

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right