CN111876158B - 一种无机-微生物复合土壤修复剂及其使用方法 - Google Patents

一种无机-微生物复合土壤修复剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无机‑微生物复合土壤修复剂，原料成分为：微生物菌剂A、氢氧化钙、鲜辣木叶、鲜桑叶、灯笼草、硅藻土、微生物菌剂B、磷酸盐。该复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：（1）人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后深翻土壤，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置7～10天后进行翻土一次，再静置7～10天；（2）按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:20～30搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草，盖上稻草后每7～8天进行翻土一次，翻动4～5次即可。本发明制备得到的复合土壤修复剂不易流失并且作用效果好。

Description

一种无机-微生物复合土壤修复剂及其使用方法
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种无机-微生物复合土壤修复剂及其使用方法。
背景技术
随着大量矿山的挖掘，工业废气、废水、废渣的乱排，农业肥料的喷施，日常垃圾的堆弃等使得稳定的土壤环境遭到了破坏，土壤中生物群落扰乱、土壤有机物质减少、土壤板结等。土壤污染类型以重金属为主，主要包括铬、镉、汞、砷、铅、铜、锌、镍等。重金属土壤污染的分布范围广、污染量大，且治理费用高，治理周期长。土壤污染不仅对生态环境、人体健康造成严重危害，也阻碍了我国经济的发展。目前土壤修复过程中大体上为利用物理、化学和生物的方法对土壤中的污染物进行转移、吸收、降解和转化使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。例如利用吸附材料将重金属等污染物进行固定，或者采用钝化剂将土壤中的重金属污染等进行钝化，在修复过程中，这些方法在一定程度上取得了一定的效果，但是这些材料较为单一加入土壤中作用也比较单一，不能能够对土壤起到很好的修复作用。目前也采用一定的微生物对土壤进行修复，但是使用的微生物在投入后很容易流失，导致微生物的修复效果不理想，需要反复多次投入，无形中增加了成本和修复时间。
发明内容
本发明的目的在于针对现有土壤修复过程药剂作用单一，药效不稳定等问题，提供一种吸附时间短且修复效果好的无机-微生物复合土壤修复剂及其使用方法。
本发明的方案是通过这样实现的：
一种无机-微生物复合土壤修复剂，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A20～25份、氢氧化钙16～18份、鲜辣木叶16～18份、鲜桑叶16～18份、灯笼草16～18份、硅藻土10～12份、微生物菌剂B6～8份、磷酸盐5～7份。
作为本发明的进一步说明，所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为2～3:2～3:1:1:1:1混合而成。
作为本发明的进一步说明，所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为3～4:2～3：2～3：1:1混合而成。
作为本发明的进一步说明，所述氢氧化钙粒径大小为200～300目。
一种制备无机-微生物复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶16～18份、鲜桑叶16～18份和灯笼草16～18份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为5～6:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B6～8份进行混合后置于发酵容器中进行发酵12～15天，发酵过程中进行搅拌3～4次，得到发酵物料；
b.将硅藻土10～12份粉碎成100～200目，取微生物菌剂A20～25份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土10～12份加入到菌悬液中，在20～30℃、100～120r/min的条件下超声振动30～50min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙16～18份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐5～7份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
氢氧化钙将辣木叶和桑叶以及灯笼草进行混合后进行发酵能够作为该该修复剂中的添加的肥料基质，为土壤中提供营养元素，并且辣木叶、桑叶和灯笼草发酵后所形成的疏松基质对土壤中的重金属也具有一定的吸附作用，同时起到对废弃物进行利用的目的，节约资源。加入的氢氧化钙使得土壤pH值升高，促进了可交换态的Cd2+、Pb2+等重金属离子与土壤中的氢氧根发生沉淀反应，并且，Ca2+与金属离子的共沉淀为植物不能利用形态，减少植物对重金属的吸附作用。添加的硅藻土对重金属物质也具有一定的吸附作用，能够将土壤中的重金属进行固化；磷酸盐也能够与土壤中的重金属形成沉淀物从而将重金属吸附达到去除的效果。添加的微生物菌剂A能够把重金属离子吸入自生细胞中或者能够用够用其分泌物降低重金属毒性从而调节土壤中重金属的含量，并且通过微生物的作用还能够提高土壤有机质含量，使土壤团粒结构化，并在土壤中不断慢慢发酵以疏松土质，从而建立良好的土壤生物相，进而消除土壤板结，酸化，盐渍等土壤病。
可以提供氢氧根使得重金属可以调节酸碱性，并且氢氧化钙能够杀灭土壤中的病虫害。
一种无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后深翻土壤，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置7～10天后进行翻土一次，再静置7～10天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:20～30搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草，盖上稻草后每7～8天进行翻土一次，翻动4～5次即可。
对待修复的土壤进行翻土使其膨松混合均匀，改善土壤的通透性和改善土壤的结构，通过静置使得土壤在太阳暴晒下能够转化各种物质，提高肥效。将修复剂与土壤混合后盖上稻草，能够保持土壤上层中的水分不易流失，并且增加透气性，保持修复剂在土壤中的作用。
作为本发明的进一步说明，所述待修复土壤的厚度为30cm±1cm。
作为本发明的进一步说明，所述稻草厚度为8～12cm。
本发明具备以下良好效果：
1.本发明通过将无机物和微生物进行复合能够从不用方面对土壤中的重金属起到固定和消除的目的，能够有效地提高土壤修复效果和土壤的稳定性，改善土壤生态环境，解决土壤被污染的问题。
2.本发明通过将微生物菌剂负载在硅藻土上，能够提高微生物的稳定性，在使用过程中防止微生物被雨水等淋溶冲走，避免微生物菌剂的流失，添加的微生物菌剂具有较强的活力能够改善土壤中有机质的含量，消除土壤中的板结问题，还能够分解土壤中的盐类释放出可溶性磷和钾，增加土壤中的营养元素。
具体实施方式
以下结合实施例描述本发明一种无机-微生物复合土壤修复剂及其使用方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。
实施例1:
本实施例的无机-微生物复合土壤修复剂，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A20份、粒径大小为200目的氢氧化钙16份、鲜辣木叶16份、鲜桑叶16份、灯笼草16份、硅藻土10份、微生物菌剂B6份、磷酸盐5份；所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为2:2:1:1:1:1混合而成；所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为3:2：2：1:1混合而成。
制备该无机-微生物复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶16份、鲜桑叶16份和灯笼草16份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为5:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B6份进行混合后置于发酵容器中进行发酵12天，发酵过程中进行搅拌3次，得到发酵物料；
b.将硅藻土10份粉碎成100目，取微生物菌剂A20份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土10份加入到菌悬液中，在20℃、100r/min的条件下超声振动30min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙16份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐5份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
该无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后将厚度为29cm的土壤进行深翻，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置7天后进行翻土一次，再静置7天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:20搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草8cm厚的稻草，盖上稻草后每7天进行翻土一次，翻动4次即可。
实施例2:
本实施例的无机-微生物复合土壤修复剂，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A25份、粒径大小为300目的氢氧化钙18份、鲜辣木叶18份、鲜桑叶18份、灯笼草18份、硅藻土12份、微生物菌剂8份、磷酸盐7份；所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为3:3:1:1:1:1混合而成；所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为4:3：3：1:1混合而成。
制备该无机-微生物复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶18份、鲜桑叶18份和灯笼草18份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为6:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B8份进行混合后置于发酵容器中进行发酵15天，发酵过程中进行搅拌4次，得到发酵物料；
b.将硅藻土12份粉碎成200目，取微生物菌剂A25份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土12份加入到菌悬液中，在30℃、120r/min的条件下超声振动50min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙18份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐7份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
该无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后将厚度为31cm的土壤进行深翻，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置10天后进行翻土一次，再静置10天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:30搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草12cm厚的稻草，盖上稻草后每8天进行翻土一次，翻动5次即可。
实施例3:
本实施例的无机-微生物复合土壤修复剂，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A23份、粒径大小为250目的氢氧化钙17份、鲜辣木叶17份、鲜桑叶17份、灯笼草17份、硅藻土11份、微生物菌剂B7份、磷酸盐6份；所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为2.5:2.5:1:1:1:1混合而成；所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为3.5:2.5：2,5：1:1混合而成。
制备该无机-微生物复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶17份、鲜桑叶17份和灯笼草17份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为5.5:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B7份进行混合后置于发酵容器中进行发酵14天，发酵过程中进行搅拌4次，得到发酵物料；
b.将硅藻土11份粉碎成150目，取微生物菌剂A23份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土11份加入到菌悬液中，在25℃、110r/min的条件下超声振动40min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙17份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐6份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
该无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后将厚度为30cm的土壤进行深翻，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置9天后进行翻土一次，再静置9天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:25搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草10cm厚的稻草，盖上稻草后每8天进行翻土一次，翻动5次即可。
实施例4:
本实施例的无机-微生物复合土壤修复剂，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A21份、粒径大小为210目的氢氧化钙18份、鲜辣木叶16份、鲜桑叶16份、灯笼草17份、硅藻土12份、微生物菌剂B8份、磷酸盐6份；所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为2.5:2:1:1:1:1混合而成；所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为3：3：3：1:1混合而成。
制备该无机-微生物复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶16份、鲜桑叶16份和灯笼草17份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为5:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B8份进行混合后置于发酵容器中进行发酵13天，发酵过程中进行搅拌3次，得到发酵物料；
b.将硅藻土12份粉碎成120目，取微生物菌剂A21份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土12份加入到菌悬液中，在28℃、115r/min的条件下超声振动45min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙18份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐5份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
该无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后将厚度为31cm的土壤进行深翻，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置8天后进行翻土一次，再静置8天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:23搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草9cm厚的稻草，盖上稻草后每8天进行翻土一次，翻动5次即可。
实施例5:
本实施例的无机-微生物复合土壤修复剂，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A23份、粒径大小为290目的氢氧化钙16份、鲜辣木叶18份、鲜桑叶17份、灯笼草16份、硅藻土11份、微生物菌剂B6份、磷酸盐6份；所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为3:2.5:1:1:1:1混合而成；所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为4:23：2：1:1混合而成。
制备该无机-微生物复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶18份、鲜桑叶17份和灯笼草16份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为6:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B6份进行混合后置于发酵容器中进行发酵13天，发酵过程中进行搅拌4次，得到发酵物料；
b.将硅藻土11份粉碎成180目，取微生物菌剂A23份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土11份加入到菌悬液中，在27℃、108r/min的条件下超声振动46min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙16份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐6份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
该无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后将厚度为30cm±1cm的土壤进行深翻，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置7天后进行翻土一次，再静置9天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:26搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草11cm厚的稻草，盖上稻草后每7天进行翻土一次，翻动5次即可。
为了验证本发明实施例1～5制备得到的复合土壤修复剂的性能，将制备得到的复合土壤修复剂按照相应的方法对酸性重金属土壤进行修复，并且测定土壤修复前后的土壤的pH值、有机质、铜、镉、铅、锌含量。
Figure BDA0002578545970000071
本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (5)

1.一种无机-微生物复合土壤修复剂，其特征在于，原料各组成成分及其重量份数比为：微生物菌剂A20～25份、氢氧化钙16～18份、鲜辣木叶16～18份、鲜桑叶16～18份、灯笼草16～18份、硅藻土10～12份、微生物菌剂B6～8份、磷酸盐5～7份；
所述微生物菌剂A为节杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硅酸盐细菌、固氮菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量份数比为2～3:2～3:1:1:1:1混合而成；
所述微生物菌剂B为纤维素分解菌、酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、地衣杆菌按照重量份数比为3～4:2～3：2～3：1:1混合而成；
所述的无机-微生物复合土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
a.将鲜辣木叶16～18份、鲜桑叶16～18份和灯笼草16～18份放入粉碎机中进行粉碎得到粉碎物料，按照重量比为5～6:2取粉碎物料和水进行混合，再加入微生物菌剂B6～8份进行混合后置于发酵容器中进行发酵12～15天，发酵过程中进行搅拌3～4次，得到发酵物料；
b.将硅藻土10～12份粉碎成100～200目，取微生物菌剂A20～25份置于去离子水进行搅拌制成菌悬液，然后将粉碎后的硅藻土10～12份加入到菌悬液中，在20～30℃、100～120r/min的条件下超声振动30～50min使菌体固定在硅藻土上，使用过滤网进行过滤，将吸附有微生物菌剂的硅藻土在室温下进行负压脱水干燥至恒重得到复合菌剂物料；
c.将氢氧化钙16～18份、发酵物料、复合菌剂物料和磷酸盐5～7份搅拌混合均匀即得到复合土壤修复剂。
2.根据权利要求1所述的无机-微生物复合土壤修复剂，其特征在于，所述氢氧化钙粒径大小为200～300目。
3.一种如权利要求1所述的无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：人工或采用机器对待修复的土壤表面进行可见杂物除杂，除杂完毕后深翻土壤，并将土壤打碎将上层与下层的土壤混合均匀，喷洒消毒液进行消毒，静置7～10天后进行翻土一次，再静置7～10天；
步骤二：按照复合土壤修复剂与静置后的待修复土壤重量比为1:20～30搅拌均匀，然后喷洒水雾，盖上稻草，盖上稻草后每7～8天进行翻土一次，翻动4～5次即可。
4.根据权利要求3所述的无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，其特征在于，所述待修复土壤的厚度为30cm±1cm。
5.根据权利要求3所述的无机-微生物复合土壤修复剂的使用方法，其特征在于，所述稻草厚度为8～12cm。
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