CN110003918A - 一种土壤修复改良剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤修复改良剂及其制备方法和应用。所述土壤修复改良剂按重量份计包括矿物材料30份~70份,生物质材料20份~60份,吸附剂25份~50份,pH调节剂10份~30份,鲜辣根5~15份。制备方法包括:将配方量的上述五种组分混合,研磨,过筛,得到所述土壤修复改良剂。将所述土壤修复改良剂与污染土壤混合,进行土壤养护修复。本发明的土壤修复改良剂,对重金属具有稳定化效果,具有土壤修复、土壤激活、土壤养护多重作用。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域,具体的涉及一种修复重金属污染土壤的土壤修复改良剂。
背景技术
近年来,随着工业的快速发展,环境问题变得越来越严重,其中,土壤污染问题尤为突出,严重威胁着我国农业的可持续发展。土壤污染是由于人类工业生产或生活产生的污染物或其化合物进入土壤并积累,当超过其自我净化能力时,土壤性状和质量就会发生改变,从而造成环境污染,最终对人体健康和生态环境产生影响和危害。所以治理污染土壤迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种土壤修复改良剂。采用本发明的土壤修复改良剂,一方面改变土壤微生物环境,增加土壤有机质含量,易于植株生长;另一方面对重金属污染的土壤具有稳定化效果。
本发明采用的技术方案是:一种土壤修复改良剂,按重量份配比,包括以下组分:矿物材料30份~70份,生物质材料20份~60份,吸附剂25份~50份,pH调节剂10份~30份,鲜辣根5~15份。
进一步的,按重量份配比,包括以下组分:矿物材料50份,生物质材料50份,吸附剂40份,pH调节剂20份,鲜辣根10份。
进一步的,所述矿物材料为天然磷矿粉。
进一步的,所述生物质材料为热活化改性牛粪,制备方法包括如下步骤:先将牛粪放置室外自然干燥12~36h后,通过研磨控制粒径在4~6mm;然后将牛粪颗粒放置在烘箱内,于105~120℃下烘干12~24h;最后将牛粪颗粒放置于管式炉中在600~900℃下热解3~4h,待温度降到100℃时取出,得到热活化改性牛粪。
进一步的,所述吸附剂为酸改性生物炭,制备方法包括如下步骤:取适量生物炭,按料液比1:25~30加入体积比为1:10~12的浓硫酸和浓硝酸的混合液,室温下搅拌30~40min,过滤、水洗、烘干,得酸改性生物炭。
进一步的,所述pH调节剂为氧化镁。
一种土壤修复改良剂的制备方法,包括如下步骤:按上述的重量份配比,将配方量的矿物材料、生物质材料、吸附剂、pH调节剂和鲜辣根混合均匀,然后用圆盘式研磨机研磨,最后过40~60目筛取筛下物,得土壤修复改良剂。
上述的土壤修复改良剂在修复重金属污染土壤中的应用。方法如下:于重金属污染土壤中播撒上述的土壤修复改良剂,混合均匀后播种植物。
进一步的,每平方米重金属污染土壤中播撒30~50kg上述的土壤修复改良剂。
进一步的,所述重金属污染土壤主要是砷、汞、锌和铅重金属污染。
进一步的,所述播种植物,主要播种黑麦草、高羊茅和胡枝子。
本发明的有益效果是:
1.本发明的土壤修复改良剂对环境无任何污染,与污染土壤混合后,可改变土壤微生物环境,增加土壤有机质含量,更易于植株生长;可广泛用于有机、绿色、无公害农产品生产。
2.本发明的土壤修复改良剂依赖多种机理进行土壤修复,具有良好的短期、快速、高效、长期持续稳定的能力,对重金属具有稳定化效果。
3.本发明的土壤修复改良剂中,辣根主要活性物质为辣根素,对细菌真菌有较强的熏杀活性。天然磷矿粉可通过自身的高离子交换容量固定重金属污染物。热活化改性牛粪可提高土壤有机质含量。酸改性生物炭具有超大比表面积,对大多数重金属污染物具有高吸附容量,适用范围。氧化镁可针对不同酸碱度的污染土壤进行酸碱平衡处理。
4.本发明的土壤修复改良剂,对重金属具有稳定化效果,具有土壤修复、土壤激活、土壤养护多重作用。
具体实施方式
实施例1
(一)土壤修复改良剂
按重量份计,包括:市购的天然磷矿粉50份,热活化改性牛粪50份,酸改性生物炭40份,氧化镁20份,市购的鲜辣根10份。
(二)土壤修复改良剂的制备方法
1、热活化改性牛粪的制备:先将牛粪放置室外自然干燥12~36h,通过研磨控制粒径在约5mm左右;然后将牛粪颗粒放置在烘箱内,于105~120℃下烘干12~24h;最后将牛粪颗粒放置于管式炉中在600~900℃下热解3~4h,待温度降到100℃时取出,得到热活化改性牛粪。
2、酸改性生物炭的制备:取适量生物炭,按料液比1kg:25~30L,加入体积比为1:10~12的浓硫酸和浓硝酸的混合液,室温下搅拌30~40min,过滤、水洗、烘干,得酸改性生物炭。
3、按(一)中的重量份配比,将配方量的天然磷矿粉、热活化改性牛粪、酸改性生物炭、氧化镁和鲜辣根混合均匀,然后用圆盘式研磨机研磨,最后过40~60目筛取筛下物,得土壤修复改良剂
(三)应用1
采用本发明的土壤修复改良剂对受污染土壤中植物生长情况的考察
本溪市太子河流域受污染土壤:在上世纪30~80年代,由于本溪市溪湖区太子河城区段的钢厂与水泥厂粗放式运营,大量工业废弃物直接倒入太子河,经过十几年的累积,在太子河流域山区段本溪市城区干流溪湖桥附近形成三四十米高、十多公里长的高陡渣山,对当地区域环境景观、水土保持、生态稳定性产生了极大的负面影响。
方法:随机选取本溪市太子河流域受污染土壤,选取面积200m2,分为两组,第一组为未使用改良剂的土壤100m2,第二组为使用改良剂的土壤100m2。在使用改良剂的土壤中土壤修复改良剂投加量为37.5kg,要求尽量播撒均匀。然后种植黑麦草,30天后观察比较植物的生长情况。结果如表1所示。
表1土壤上植物生长情况
叶片平均长度 | 叶片平均宽度 | 叶片平均重量 | |
第一组未使用改良剂 | 7.2cm | 6.8cm | 4g |
第二组使用改良剂 | 11.3cm | 8.1cm | 9g |
由表1可以得出添加改良剂的土壤,植物的叶片平均长度、叶片平均宽度、叶片平均重量都要好于未添加改良剂的植物。由此可见在受污染土壤中添加本发明改良剂有助于植物的生长。
(四)应用2
采用本发明的土壤修复改良剂对受重金属污染土壤中重金属稳定性的考察
本溪市太子河流域受污染土壤:由于大量工业废弃物的投放,经常年积累,太子河流域土壤受到严重的重金属污染。经检测重金属主要包括砷、汞、锌和铅重金属污染,因此需要治理。
方法:随机选取本溪市太子河流域受污染土壤,选取面积200m2,分为两组,第一组为未使用改良剂的土壤100m2,第二组为使用改良剂的土壤100m2。在使用改良剂的土壤中土壤修复改良剂投加量为37.5kg,要求尽量播撒均匀。修复30天后,分别取200g添加和未添加土壤修复改良剂的土壤样品,加入1000mL水对土壤进行浸出,过滤取滤液,测量比较播撒土壤修复改良剂对土壤重金属浸出浓度的影响,结果如表2所示。
表2
测量元素 | 砷 | 汞 | 锌 | 铅 |
第一组未使用土壤修复改良剂 | 14.2mg/L | 1.23mg/L | 0.63mg/L | 0.53mg/L |
第二组使用土壤修复改良剂 | 11.2mg/L | 0.88mg/L | 0.44mg/L | 0.29mg/L |
由表2可以得出添加改良剂测得的砷、汞、锌、铅元素浸出浓度要明显低于未添加改良剂的土壤。由此可见本发明的土壤修复改良剂能够显著地改善土壤环境,对重金属具有稳定化效果。
以上所述,仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种土壤修复改良剂,其特征在于,所述土壤修复改良剂按重量份配比,包括以下组分:矿物材料30份~70份,生物质材料20份~60份,吸附剂25份~50份,pH调节剂10份~30份,鲜辣根5~15份。
2.根据权利要求1所述的一种土壤修复改良剂,其特征在于,按重量份配比,包括以下组分:矿物材料50份,生物质材料50份,吸附剂40份,pH调节剂20份,鲜辣根10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种土壤修复改良剂,其特征在于,所述矿物材料为天然磷矿粉。
4.根据权利要求1或2所述的一种土壤修复改良剂,其特征在于,所述生物质材料为热活化改性牛粪,制备方法包括如下步骤:先将牛粪放置室外自然干燥12~36h后,通过研磨控制粒径在4~6mm;然后将牛粪颗粒放置在烘箱内,于105~120℃下烘干12~24h;最后将牛粪颗粒放置于管式炉中在600~900℃下热解3~4h,待温度降到100℃时取出,得到热活化改性牛粪。
5.根据权利要求1或2所述的一种土壤修复改良剂,其特征在于,所述吸附剂为酸改性生物炭,制备方法包括如下步骤:取适量生物炭,按料液比1:25~30加入体积比为1:10~12的浓硫酸和浓硝酸的混合液,室温下搅拌30~40min,过滤、水洗、烘干,得酸改性生物炭。
6.根据权利要求1或2所述的一种土壤修复改良剂,其特征在于,所述pH调节剂为氧化镁。
7.一种土壤修复改良剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:按权利要求1或2所述的重量份配比,将配方量的矿物材料、生物质材料、吸附剂、pH调节剂和鲜辣根混合均匀,然后用圆盘式研磨机研磨,最后过40~60目筛取筛下物,得土壤修复改良剂。
8.权利要求1或2所述的土壤修复改良剂在修复重金属污染土壤中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,方法如下:于重金属污染土壤中播撒权利要求1或2所述的土壤修复改良剂,混合均匀后播种植物。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,每平方米重金属污染土壤中播撒30~50kg权利要求1或2所述的土壤修复改良剂。
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