CN110041936A - 一种改良药剂及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种改良药剂及其应用方法,一种改良药剂,包括以下重量份数的组分:生物炭20~50份,磷矿粉25~45份,脱硫石膏15~40份。上述改良药剂的应用方法,包括以下步骤:a.将改良药剂与待修复土壤均匀混合;b.在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天。本申请的改良药剂,对土壤重金属有良好的钝化效果,可显著降低土壤中的重金属毒性,不仅适用于单一重金属污染土壤的修复,还适用于多种不同重金属污染土壤的修复,且应用方法简单、材料成本低、高效、经济、环境友好,具有重要的实用价值。
Description
技术领域
本申请涉及土壤污染修复改良技术领域,特别涉及一种改良药剂及其应用方法。
背景技术
过去三十年,我国经济快速发展,同时带来了环境污染问题,其中,土壤污染日益严重,其治理刻不容缓。原位化学钝化修复是一种重要的土壤修复改良技术,其原理是向污染土壤中添加各种钝化材料,利用吸附、沉淀、氧化还原、络合等机制,改变重金属在土壤中的赋存状态和生物可利用性,使其转化成不易迁移、植物难吸收的组分,从而实现污染土壤的修复与改良,该技术不仅可以有效地解决土壤污染问题,同时不影响农产品的安全生产,省时、省力、经济高效。
专利CN108624325A公开的“一种钝化重金属污染水稻土的调理剂及其应用”选用牛粪生物炭和钙镁磷肥组合制备调理剂,专利CN102757791A公开的“用于降低土壤中可交换态铅的重金属钝化剂的制备方法”选用稻壳炭、秸秆、粉煤灰组合制备钝化剂,上述专利对某种单一重金属有效,但是很难满足多种重金属复合污染土壤的钝化修复。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种改良药剂及其应用方法,以解决现有技术中存在的技术缺陷。
一种改良药剂,包括以下重量份数的组分:生物炭20~50份,磷矿粉25~45份,脱硫石膏15~40份。
进一步地,包括以下重量份数的组分:生物炭40份,磷矿粉35份,脱硫石膏25份。
进一步地,生物炭包括水稻秸秆生物炭、油菜秸秆生物炭中的一种或两种的组合。
进一步地,生物炭根据如下步骤制备:
(1)将秸秆洗净并烘干;
(2)将步骤(1)中烘干后的秸秆粉碎并过10目筛,得到秸秆粉末;
(3)将步骤(2)中得到的秸秆粉末进行厌氧加热;
(4)待步骤(3)中经过厌氧加热的秸秆粉末热解后,厌氧冷却至室温,取出,即得所述生物炭。
进一步地,步骤(1),包括:
将秸秆洗净,65℃烘干至秸秆的含水量为8wt%。
进一步地,步骤(3),包括:
将秸秆粉末进行厌氧加热,所述厌氧加热包括第一加热阶段和第二加热阶段;
第一加热阶段,包括:以5~15℃·min-1的速率升温至第一保温期,第一保温期的温度为250~350℃,并在第一保温期停留0.5~1.5h;
第二加热阶段,包括:以5~15℃·min-1的速率升温至第二保温期,第二保温期的温度为400~600℃,并在第二保温期停留0.5~3h。
进一步地,第一加热阶段,包括:以10℃·min-1的速率升温至第一保温期,第一保温期的温度为300℃,并在第一保温期停留1h;
第二加热阶段,包括:以10℃·min-1的速率升温至第二保温期,第二保温期的温度为500℃,并在第二保温期停留2h。
进一步地,磷矿粉的有效磷含量为5~10wt%,且磷矿粉、生物炭均过60目筛。
进一步地,脱硫石膏的粒径小于50μm。
上述改良药剂的应用方法,包括以下步骤:
a.将改良药剂与待修复土壤均匀混合;
b.在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天。
进一步地,步骤b,包括:在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天,在钝化过程中,土壤含水量为土壤田间持水量的50~70%。
进一步地,在钝化过程中,土壤含水量为土壤田间持水量的60%。
本申请提供的改良药剂及其应用方法,具有如下所述的效果:
(1)本申请的改良药剂,对土壤重金属有良好的钝化效果,可显著降低土壤中的重金属毒性。
(2)本申请的改良药剂,可降低土壤容重,改善微生物生存环境,提高土壤总孔隙率,增加土壤持水能力。
(3)本申请的改良药剂,能够有效提高酸性、中性土壤的pH,有效缓解土壤酸化,显著提高有机质含量、速效磷和速效钾含量,并显著提高土壤肥力。
(4)本申请的改良药剂,修复土壤速度快,耗费时间短,效果明显,不仅适用于单一重金属污染土壤的钝化修复,还可以实现多重复合污染的土壤钝化修复。
(5)本申请的改良药剂,应用方法简单、材料成本低、高效、经济、环境友好,具有重要的实用价值。
附图说明
图1是改良药剂应用方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。
本申请中的生物炭,是一种烧焦的生物质材料,是在无氧或严重限氧条件下,生物质经过高温裂解后所产生的一种具有微孔结构的固体物质。土壤中重金属以及有机污染物会被生物炭吸附,改变它们在土壤中的存在形态,或减少其在土壤中的迁移活性,降低对土壤环境的危害。同时,将生物炭施入土壤中,能够改良土壤,使得土壤拥有更好的理化性质。
本申请中的磷矿粉,主要成分为氟磷灰石(化学式,Ca10(PO4)6F2),含全磷(五氧化二磷)10%-35%,其中3%-5%的磷溶于弱酸,可被作物吸收利用,其它大部分作物难于直接吸收利用,属于难溶性磷肥。磷矿粉施入土壤以后,主要依靠土壤中的酸度、土壤微生物、作物根系分泌的弱酸等的作用进行转化,被作物吸收利用,其肥效慢且持久,施用一次,肥效可维持几年。
本申请中的脱硫石膏,又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,主要成分为二水硫酸钙CaSO4·2H2O,含量≥93%。脱硫石膏施用于重金属污染的土壤中,会吸附土壤中的重金属离子,减少植物所吸收的重金属,同时也为脱硫石膏的综合利用提出新的方向。
本申请中的钝化,是使一种活性金属或合金的化学活性大大降低,而成为贵金属状态的现象,另外,使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法,也叫钝化。
本申请中的TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure),是一种标准毒性浸出方法,主要用于检测固体介质或废弃物中重金属元素的溶出性和迁移性。
本申请中的离子交换,是可逆的等当量交换反应,借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。
本申请中的静电吸附,具体为,微小的不带静电的物体当靠近带静电的物体时,由于静电感应现象,靠近带静电物体的一端感应出与带静电物体相反的电性,而被吸引贴附于带静电物体上的现象。
本申请中的络合作用,是电子对给予体与电子接受体,互相作用而形成各种络合物的过程。给予体有原子或离子,不论构成单质或化合物,凡能提供电子对的物质,接受体有金属离子和有机化合物。分子或者离子与金属离子结合,形成很稳定的新的离子的过程就叫络合反应,也称为配位反应。
本申请中的共沉淀,具体为,一种沉淀从溶液中析出时,引起某些共存的可溶性物质一起沉淀的现象。
本申请中的有机质,泛指土壤中来源于生命的物质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,是植物营养的主要来源之一,能促进植物的生长发育,改善土壤的物理性质,促进微生物和土壤生物的活动,促进土壤中营养元素的分解,提高土壤的保肥性和缓冲性的作用。
本申请中的速效磷,是指土壤中较容易被植物吸收利用的磷,除土壤溶液中的磷酸根离子外,土壤中的一些易溶的无机磷化合物、吸附态的磷均属速效磷。土壤速效磷是土壤有效磷储库中对作物最为有效的部分,也是评价土壤供磷水平的重要指标。
本申请中的速效钾,是指土壤中易被作物吸收利用的钾,包括土壤溶液钾及土壤交换性钾。
一种改良药剂,包括以下重量份数的组分:生物炭20~50份,磷矿粉25~45份,脱硫石膏15~40份。
具体地,所述改良药剂可以包括生物炭20份,磷矿粉25份,脱硫石膏15份。
具体地,所述改良药剂可以包括生物炭30份,磷矿粉35份,脱硫石膏25份。
具体地,所述改良药剂可以包括生物炭50份,磷矿粉45份,脱硫石膏40份。
进一步地,生物炭包括水稻秸秆生物炭、油菜秸秆生物炭中的一种或两种的组合。
进一步地,生物炭根据如下步骤制备:
(1)将秸秆洗净并烘干;
(2)将步骤(1)中烘干后的秸秆粉碎并过10目筛,得到秸秆粉末;
(3)将步骤(2)中得到的秸秆粉末进行厌氧加热;
(4)待步骤(3)中经过厌氧加热的秸秆粉末热解后,厌氧冷却至室温,取出,即得生物炭。
进一步地,将秸秆洗净,65℃烘干至秸秆的含水量为8wt%。
进一步地,步骤(3),包括:
将秸秆粉末进行厌氧加热,厌氧加热包括第一加热阶段和第二加热阶段;
第一加热阶段,包括,以5~15℃·min-1的速率升温至第一保温期,第一保温期的温度为250~350℃,并在第一保温期停留0.5~1.5h;
第二加热阶段,包括,以5~15℃·min-1的速率升温至第二保温期,第二保温期的温度为400~600℃,并在第二保温期停留0.5~3h。
进一步地,磷矿粉中有效磷含量为5~10wt%,且所述磷矿粉、生物炭均过60目筛。
进一步地,脱硫石膏的粒径小于50μm。
一种改良药剂的应用方法,参见图1,包括以下步骤:
a.将所述改良药剂与待修复土壤均匀混合;
b.在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天。
进一步地,步骤b,包括:在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天,在钝化过程中,土壤含水量为土壤田间持水量的50~70%。
进一步地,土壤含水量为土壤田间持水量的60%。
土壤含水量是指土壤相对含水量,在钝化的过程中保持土壤含水量为田间持水量的50~70%,有助于为改良药剂发挥作用提供适宜的环境。
本申请的改良药剂中的生物炭通过离子交换、静电吸附、表面沉淀和络合作用可有效降低土壤中有效态重金属含量,生物炭具有多孔结构,且吸附能力强,生物炭施入土壤中后,可以降低土壤容重,改善微生物生存环境,提高总孔隙率,进而增加土壤持水能力。
在生物炭的制备过程中,设置有第一加热阶段和第二加热阶段,两个加热阶段的设置,可以增加生物炭热裂解在低温区的停留时间,促进纤维素和木质素的裂解反应,能够更好的维持生物质炭的孔性结构。
本申请的改良药剂中的磷矿粉,不仅可以为土壤提供持久的肥效,且可以通过沉淀(共沉淀)及吸附等多种机制固定土壤中的Pb,同时对土壤中的Cd、Cu和Zn等重金属也具有一定的固定效果。
本申请的改良药剂中的脱硫石膏施用于酸性土壤,可以有效提高土壤的pH值,且对土壤中的Al3+等重金属离子带来的毒性具有良好的缓解作用。
本申请的改良药剂创新的将生物炭、磷矿粉和脱硫石膏搭配使用,生物炭、磷矿粉及脱硫石膏均可对酸性土壤起到良好的改善作用。生物炭的酸碱值一般在4~12之间,且生物炭的酸碱值随着其热解温度的升高而升高,呈碱性的生物炭可以与H+发生缔合反应,使得生物炭具备石灰效应,进而增强其改善酸性土壤的能力;磷矿粉的主要成分是氟磷灰石Ca10(PO4)6F2,施入土壤后,在溶解的过程中可以消耗土壤中的H+,土壤中的H+浓度下降,土壤pH升高,同时,磷矿粉分解后得到的H2PO4 -、F-等阴离子,可以置换出土壤中的OH-,使得土壤pH升高;脱硫石膏中含有一定量的碳酸钙,可以中和土壤中的H+,从而提高土壤的pH值。生物炭、磷矿粉、脱硫石膏协同改善土壤酸碱度情况,有效缓解土壤酸化,为后续发挥作用提供良好的土壤环境。
当土壤的pH值提高后,土壤中的OH-、CO 3 2-和HPO4 2-等与重金属离子发生反应,形成重金属沉淀物质,降低土壤重金属毒性;同时,生物炭的表面含有多种不同种类的基团结构,且大多为含氧官能团,含氧官能团产生的表面负电荷使生物炭具备较高的阳离子交换量,从而更好的吸附土壤中的金属离子;磷矿粉通过沉淀、吸附等机制固定土壤中的Pb、Cd、Cu和Zn等重金属;脱硫石膏微溶于水,其中的Ca+可以在短时间内增加,从而缓解Al3+等重金属离子对土壤的毒害作用。生物炭、磷矿粉、脱硫石膏的配合使用,可以钝化土壤中的多种不同的重金属离子,降低土壤的重金属毒性。
生物炭、磷矿粉、脱硫石膏三者的配合,为重金属污染土壤的修复提供了双重的协同作用,协同改善土壤酸碱环境,且在酸碱环境得到改善的情况下,再次协同钝化重金属,降低重金属的毒性,大大提高了重金属钝化效果及土壤的修复效果。
生物炭、磷矿粉、脱硫石膏的配合,使得本申请的改良药剂不仅可以适用于多种单一重金属污染土壤的修复,还可以适用于多种重金属复合污染土壤的修复,适用范围更广,且不论对单一重金属污染还是复合重金属污染,生物炭、磷矿粉、脱硫石膏三者的双重协同作用都有效提高了修复效率及效果。
本申请的改良药剂,应用方法简单、材料成本低、高效、经济、环境友好,具有重要的实用价值。
试验例1
重金属污染水稻土钝化修复试验
选取湖南省某矿区附近污染农田耕作层(0-20cm)水稻土为试验对象,剔除石块与植物残体,风干并过20目尼龙筛,经检测得,该供试土壤中含Pb876.63mg·kg-1,Cd3.67mg·kg-1,Cu 217.51mg·kg-1,Zn 538.43mg·kg-1。
分别设置对照组和处理组,且每组设置三个平行试验。
其中,处理组按照以下步骤进行处理:
(1)将水稻秸秆洗净、65℃烘干至其水含量为8wt%;
(2)将烘干后的水稻秸秆剪成短条状后,用微型植物粉碎机粉碎,并过10目筛;
(3)将粉碎后的水稻秸秆转入瓷制坩埚内,加盖并用锡纸密封,放进马弗炉进行厌氧加热,控制升温速率5℃·min-1,升温至第一保温期300℃,停留0.5h,随后以相同速率升温至第二保温期450℃,停留1.5h;
(4)待粉碎的水稻秸秆经过步骤(3)热解后厌氧冷却至室温,取出即得到水稻秸秆生物炭;
(5)将步骤(4)中得到的水稻秸秆生物炭过60目筛;
(6)将磷矿粉过60目筛;
(7)将40份生物炭、35份磷矿粉和25份脱硫石膏均匀混合,得到改良药剂;
(8)选取10cm×15cm的塑料盆钵,并称取过10目筛的待修复土壤(风干土)1.5kg。
(9)将步骤(7)中得到的改良药剂与步骤(8)中称取的待修复土壤均匀混合,其中,改良药剂的添加量为待修复土壤质量的1.5%。老化培养21天后移栽三叶期油菜幼苗,每盆定苗3株,移栽45天后收获。
其中,老化培养要求在室温下,按照重量法隔天测定水量损失,保证及时补充水(蒸馏水),以保证培养过程中含水量在田间持水量的60%。
采集土壤样品和植物样品进行重金属含量检测,结果如表1、表2所示。
表1.改良药剂对水稻土TCLP提取重金属含量的影响
表2.改良药剂对油菜地上部重金属含量的影响
如表1、表2所示,与对照组相比,施用改良药剂后水稻土TCLP提取态Pb、Cd、Cu、Zn含量分别降低83.5%、71.6%、85.0%、91.6%。处理组油菜地上部Pb、Cd、Cu、Zn含量较对照分别降低85.9%、54.9%、75.6%、86.4%。
由此可见,本发明的改良药剂对土壤的修复效果明显,可以明显降低土壤和植物中的重金属含量,缓解土壤中的重金属毒性,且可以实现多种重金属复合污染的土壤钝化修复。
试验例2
重金属污染红壤钝化修复试验
选取湖南省某污水处理厂附近污染农田耕作层(0-20cm)红壤为试验对象,剔除石块与植物残体,风干并过20目尼龙筛,经检测得,该供试土壤中含Pb537.31mg·kg-1,Cd17.24mg·kg-1,Cu 122.78mg·kg-1,Zn 475.65mg·kg-1。
分别设置对照组和处理组,且每组设置三个平行试验。
其中,处理组按照以下步骤进行处理:
(1)将油菜秸秆洗净、65℃烘干至其水含量为8wt%;
(2)将烘干后的油菜秸秆剪成短条状后,用微型植物粉碎机粉碎,并过10目筛;
(3)将粉碎后的油菜秸秆转入瓷制坩埚内,加盖并用锡纸密封,放进马弗炉进行厌氧加热,控制升温速率10℃·min-1,升温至第一保温期300℃,停留1h,随后以相同速率升温至第二保温期500℃,停留2h;
(4)粉碎的油菜秸秆经过步骤(3)热解后厌氧冷却至室温,取出即得到油菜秸秆生物炭;
(5)将步骤(4)中得到的油菜秸秆生物炭过60目筛;
(6)将磷矿粉过60目筛;
(7)将45份生物炭、25份磷矿粉和30份脱硫石膏均匀混合,得到改良药剂;
(8)选取10cm×15cm的塑料盆钵,并称取过10目筛的待修复土壤(风干土)1.5kg。
(9)将步骤(7)中得到的改良药剂与步骤(8)中称取的待修复土壤均匀混合,其中,改良药剂的添加量为待修复土壤质量的1.5%。老化培养21天后移栽三叶期油菜幼苗,每盆定苗3株,移栽45天后收获。
其中,老化培养要求在室温下,按照重量法隔天测定水量损失,保证及时补充水(蒸馏水),以保证培养过程中含水量在田间持水量的60%。
采集土壤样品和植物样品进行重金属含量检测,结果如表3、表4所示。
表3改良药剂对红壤TCLP提取重金属含量的影响
表4改良药剂对油菜地上部重金属含量的影响
如表3、表4所示,与对照相比,施用改良药剂后红壤TCLP提取态Pb、Cd、Cu、Zn含量分别降低82.0%、90.1%、79.0%、93.0%。处理组油菜地上部Pb、Cd、Cu、Zn含量较对照分别降低77.3%、87.4%、84.1%、91.2%。
由此可见,本发明的改良药剂对土壤的修复效果明显,可以明显降低土壤和植物中的重金属含量,缓解土壤中的重金属毒性,且可以实现多种重金属复合污染的土壤钝化修复。
试验例3
重金属污染土壤的养分含量对比试验
选取湖南省某污水处理厂附近污染农田耕作层(0-20cm)红壤为试验对象,剔除石块与植物残体,风干并过20目尼龙筛,每千克风干土壤中分别按照本申请的应用方法施用生物炭(BC)、脱硫石膏(T)、磷矿粉(P)及其中两种或三种的混合物(按质量1:1或1:1:1混合)各20克,一段时间后,检测土壤的pH,以及有机质含量、速效磷含量、速效钾含量。
本试验例设置对照组和7个处理组,对照组和处理组之间除了施用的改良药剂不同,其他条件均相同,对照组和各个处理组施用的改良药剂分别为:
对照组:不施用任何改良药剂;
处理组1:施用生物炭(BC);
处理组2:施用磷矿粉(P);
处理组3:施用脱硫石膏(T);
处理组4:施用生物炭(BC)和磷矿粉(P)的混合物;
处理组5:施用生物炭(BC)和脱硫石膏(T)的混合物;
处理组6:施用磷矿粉(P)和脱硫石膏(T)的混合物;
处理组7:施用本申请的改良药剂,即生物炭(BC)、磷矿粉(P)和脱硫石膏(T)的混合物。
经检测得到,施用一段时间后,各组土壤中的pH、有机质含量、速效磷含量、速效钾含量如表5所示:
表5土壤养分含量示意表
土壤pH决定了土壤中各种营养成分的生存环境,有机质、磷、钾是土壤重要的养分指标,如表5所示的土壤养分含量示意表,施用了不同改良药剂的7个处理组对比对照组,土壤的pH以及有机质含量、速效磷含量、速效钾含量均呈现不同程度的提高。
在施用本申请所述的改良药剂、生物炭和磷矿粉的混合物或生物炭和脱硫石膏的混合物后,土壤pH的改良效果较好,尤其在施用本申请所述的改良药剂后,土壤的pH改良效果最佳,将原本呈较强酸性的土壤改良至弱酸性,为养分的存在提供良好的环境,保持土壤pH适中,有利于土壤的良性发育、土壤微生物的活动以及作物的生长发育,同时,可以有效提高养分的有效性。例如,速效磷在土壤pH为6.5~7.5时有效性最高,当土壤pH低于6.5时,易形成磷酸铁和磷酸铝,导致有效性降低,当土壤pH高于7.5时,易形成磷酸二氢钙,同样导致有效性降低。
在土壤中施用生物炭、生物炭和磷矿粉的混合物、生物炭和脱硫石膏的混合物或本申请所述的改良药剂后,与对照组相比,有机质含量提高幅度较大,分别为41.67%、42.41%、41.43%、43.03%,其中,在施用本申请所述的改良药剂后,有机质含量提高幅度最大。土壤有机质是植物营养的主要来源之一,可以促进植物的生长发育,改善土壤的物理性质,促进微生物和土壤生物的活动,促进土壤中营养元素的分解,提高土壤的保肥性和缓冲性作用,在一定范围内,土壤的有机质含量与土壤的肥力水平呈正相关,提高土壤有机质含量,同样的,土壤肥力得到提高。
在土壤中施用生物炭和磷矿粉的混合物或本申请所述的改良药剂后,与对照组相比,速效磷含量提高幅度较大,分别为70.85%和72.03%,其中,在施用本申请所述的改良药剂后,速效磷含量提升最大。土壤速效磷是土壤有效磷储库中对作物最为有效的部分,也是评价土壤供磷水平的重要指标,速效磷含量的提高,意味着土壤供磷水平的提高。
在土壤中施用生物炭、生物炭和磷矿粉的混合物、生物炭和脱硫石膏的混合物或本申请所述的改良药剂后,与对照组相比,速效钾含量提高幅度较大,分别为127.55%、128.48%、128.07%和129.09%,其中,在施用本申请所述的改良药剂后,速效钾含量提升最大。速效钾的含量是表征土壤钾素供应状况的重要指标之一,速效钾含量的提高,意味着土壤钾素供应状况得到改良。
由此可见,将本申请的改良药剂施用到待修复土壤后,土壤的酸碱环境得到改良,土壤中的各种养分,如有机质含量、速效磷含量、速效钾含量等均大幅提高,缓解土壤中的重金属毒性,增强对土壤的修复效率和效果,为植物的生存、生长提供优质的营养环境。
在本文中,“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分,而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
在本文中,“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制,还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
除非另有说明,本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围,也包括含于其中的若干子范围。
上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明,但是本申请并不限于上述实施方式和实施例,在本领域技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。
Claims (12)
1.一种改良药剂,其特征在于,包括以下重量份数的组分:生物炭20~50份,磷矿粉25~45份,脱硫石膏15~40份。
2.根据权利要求1所述的改良药剂,其特征在于,包括以下重量份数的组分:生物炭40份,磷矿粉35份,脱硫石膏25份。
3.根据权利要求1所述的改良药剂,其特征在于,所述生物炭包括水稻秸秆生物炭、油菜秸秆生物炭中的一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的改良药剂,其特征在于,所述生物炭根据如下步骤制备:
(1)将秸秆洗净并烘干;
(2)将步骤(1)中烘干后的秸秆粉碎并过10目筛,得到秸秆粉末;
(3)将步骤(2)中得到的秸秆粉末进行厌氧加热;
(4)待步骤(3)中经过厌氧加热的秸秆粉末热解后,厌氧冷却至室温,取出,即得所述生物炭。
5.根据权利要求4所述的改良药剂,其特征在于,所述步骤(1),包括:将秸秆洗净,65℃烘干至秸秆的含水量为8wt%。
6.根据权利要求4所述的改良药剂,其特征在于,所述步骤(3),包括:
将秸秆粉末进行厌氧加热,所述厌氧加热包括第一加热阶段和第二加热阶段;
所述第一加热阶段,包括:以5~15℃·min-1的速率升温至第一保温期,第一保温期的温度为250~350℃,并在第一保温期停留0.5~1.5h;
所述第二加热阶段,包括:以5~15℃·min-1的速率升温至第二保温期,第二保温期的温度为400~600℃,并在第二保温期停留0.5~3h。
7.根据权利要求6所述的改良药剂,其特征在于,
所述第一加热阶段,包括:以10℃·min-1的速率升温至第一保温期,第一保温期的温度为300℃,并在第一保温期停留1h;
所述第二加热阶段,包括:以10℃·min-1的速率升温至第二保温期,第二保温期的温度为500℃,并在第二保温期停留2h。
8.根据权利要求1所述的改良药剂,其特征在于,所述磷矿粉的有效磷含量为5~10wt%,且所述磷矿粉、生物炭均过60目筛。
9.根据权利要求1所述的改良药剂,其特征在于,所述脱硫石膏的粒径小于50μm。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的改良药剂的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.将所述改良药剂与待修复土壤均匀混合;
b.在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天。
11.根据权利要求10所述的改良药剂的应用方法,其特征在于,所述步骤b,包括:在室温下进行钝化,且钝化的时间不少于21天,在钝化过程中,土壤含水量为土壤田间持水量的50~70%。
12.根据权利要求11所述的改良药剂的应用方法,其特征在于,所述土壤含水量为土壤田间持水量的60%。
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CN114214072A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 重金属污染土固化剂及其制备方法与应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103865552A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-06-18 | 广东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 一种基于农林废弃物制备生物炭的方法及生物炭 |
CN108690624A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-23 | 武汉都市环保工程技术股份有限公司 | 一种复合重金属污染土壤钝化剂及其制备方法和应用 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103865552A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-06-18 | 广东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 一种基于农林废弃物制备生物炭的方法及生物炭 |
CN108690624A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-23 | 武汉都市环保工程技术股份有限公司 | 一种复合重金属污染土壤钝化剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
安艳玲: "《磷石膏、脱硫石膏资源化与循环经济》", 31 March 2011, 贵州大学出版社 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114214072A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 重金属污染土固化剂及其制备方法与应用 |
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