CN113369297A - 一种种植园林植物土壤的修复方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及土壤修复领域，更具体地说，它涉及一种种植园林植物土壤的修复方法。一种种植园林植物土壤的修复方法，包括以下步骤：步骤1)：除杂质：挖松土壤，去除土壤中的明显杂质；步骤2)：消毒：往土壤内加入土壤消毒剂，将土壤消毒剂与土壤混合均匀；步骤3)：修复：往土壤内加入土壤修复剂，将土壤修复剂与土壤混合均匀；步骤4)：种植：在土壤上种植蒲公英、鸭跖草；其中，按重量份数，土壤修复剂包括83‑96份膨润土、2‑5份赤铁矿、0.8‑1.8份聚偏磷酸钾、1.2‑1.6份磷酸二氢钙、2.2‑4.0份木质纤维素和13‑17份废弃植物粉末。本申请的制备方法具有减少土壤内重金属的含量的优点。

Description

一种种植园林植物土壤的修复方法

技术领域

本申请涉及土壤修复领域，更具体地说，它涉及一种种植园林植物土壤的修复方法。

背景技术

土壤本来是各类废弃物的天然***和净化处理场所，土壤接纳污染物，并不表示土壤即受到污染，只有当土壤中收容的各类污染物过多，影响和超过了土壤的自净能力，从而在卫生学上和流行病学上产生了有害的影响，才表明土壤受到了污染。

其中，重金属过量为其中一种常见的土壤污染类型。重金属在土壤形成时便存在，但是随着科技日新月异的发展，化肥的使用、农药的使用、工厂排放物的污染、公路尾气等都会大幅度增加土壤内重金属的含量。在重金属超标的土壤上进行园林植物的种植，植物受到重金属毒害后，叶子、幼蕾大量脱落，严重的还会导致植物枯干、死亡。因此，还有待改善。

发明内容

为了减少土壤内重金属的含量，本申请提供一种种植园林植物土壤的修复方法。

本申请提供的一种种植园林植物土壤的修复方法采用如下的技术方案：

一种种植园林植物土壤的修复方法，包括以下步骤：

步骤1)：除杂质：挖松土壤，去除土壤中的明显杂质；

步骤2)：消毒：往土壤内加入土壤消毒剂，将土壤消毒剂与土壤混合均匀，静置；

步骤3)：修复：往土壤内加入土壤修复剂，将土壤修复剂与土壤混合均匀，静置；

步骤4)：种植：以行间混交的方式在土壤上种植蒲公英、鸭跖草；

其中，按重量份数，土壤修复剂包括83-96份膨润土、2-5份赤铁矿、0.8-1.8份聚偏磷酸钾、1.2-1.6份磷酸二氢钙、2.2-4.0份木质纤维素和13-17份废弃植物粉末。

通过采用上述技术方案，在修复土壤时，挖松土壤，肉眼可见的、大块明显的杂质被翻出，将其清理。然后投入土壤消毒剂对土壤进行消毒，减少土壤中的芽孢等微生物，使得后期种植的蒲公英、鸭跖草能够健康成长，更好地吸收土壤中的重金属。在本申请中，使用的是化学手段与生物手段并行的方式以修复土壤。在聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素三者的共同配合下，使得土壤修复剂与重金属有良好的络合效果，削弱了重金属对土壤的危害，从而实现土壤的修复。

具体的，发明人猜测，可能是因为木质纤维素的其它成分(如果胶等)含有可结合重金属离子的羧基，使得木质纤维素表现处一定的吸附能力。在聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素三者的配合下，聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙对木质纤维素发生了某些改性，降低了纤维素的洁净度，使得更多活性官能团暴露出来，各种原料中的活性官能团都可以与网状结构、木质纤维素的活性官能团紧密结合，极大程度上提高了木质纤维素的重金属吸附能力及其稳定性。

优选的，所述废弃植物粉末包括棉花壳和花生壳粉中的至少一种。

通过采用上述技术方案，采用废弃植物粉末对环境十分友好，回收利用废弃材料。在废弃植物粉末与其它原料的配合下，可以提高对土壤中重金属离子的吸附效果。

发明人猜测，棉花壳和花生壳粉具有特殊天然纤维结构，其比表面积大，具备良好的吸附功能。其它原料可能对纤维结构进行了改性，进一步提高了棉花壳和花生壳粉对游离重金属离子的吸附和富集。同时，棉花壳和花生壳粉作为载体，提高了其它原料与游离重金属离子的接触面积，有利于重金属离子的固定。

优选的，所述棉花壳与花生壳粉的重量比为1：(0.5-0.8)。

通过采用上述技术方案，在特定比例下混合的棉花壳与花生壳粉，与其它原料共同配合后，可以进一步提高土壤修复剂对重金属离子的吸附效果。且棉花壳的市价大约为2000元/吨，花生壳粉的市价大约为600元/吨，在保持良好重金属离子吸附效果的同时，具有良好的经济价值。

优选的，所述蒲公英与鸭跖草的混交比例为1：(0.9-1.2)。

通过采用上述技术方案，蒲公英对土壤镉、铜有富集作用,能有效降低土壤中铅、镉、铜、砷元素的含量,并且随着种植茬数的增加,土壤中这些重金属元素含量呈明显的下降趋势。鸭跖草在铜污染程度不太严重的情况下,不但可以吸收土壤中的铜来达到生物修复效果,还可以通过将土壤中的铜转化为不易被植物吸收的形态来达到减轻土壤污染,保护土壤生态环境。在特定的混交比例下，蒲公英和鸭跖草均可以健康生长，且可以均匀吸收土壤内各种各样的重金属。

优选的，按重量份数，所述土壤修复剂还包括有5-8份氨三乙酸。

通过采用上述技术方案，氨三乙酸在土壤内容易降解，对环境友好。在氨三乙酸与木质纤维素的共同配合下，进一步加强了木质纤维素对重金属吸收的效果，从而提高了土壤修复剂对土壤的修复效果。

优选的，所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a)：将膨润土、赤铁矿混合，加水配成悬浊液；

步骤b)：往悬浊液内加入聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素，在搅拌时间100-115分钟、搅拌温度80-86摄氏度的条件下搅拌，得到中混液；

步骤c)：把中混液与废弃植物粉末在混合时间132-145分钟、混合温度58-65摄氏度的条件下混合；得到混合液；

步骤d)：对混合液进行干燥，研磨，得到成品。

通过采用上述技术方案，聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素在特定的搅拌温度、搅拌时间下与其它原料混合，使得各种原料之间反应更完全，也使得聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙更充分的与木质纤维素接触，从而完成对木质纤维素的改性。经过干燥、研磨的土壤修复剂呈粉状，便于携带、性质稳定。

优选的，在所述步骤b)进行前，混合聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素，并在蒸汽压强1.45-1.53MPa、蒸汽时间165-175s、蒸汽温度为155-165摄氏度的条件下对混合在一起的三者进行机械粉碎，然后把经过机械粉碎的聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素投入到悬浊液内。

通过采用上述技术方案，将聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素在特定条件下进行机械粉碎，使得木质纤维素上的各种活性官能团更加轻易、更加彻底地暴露出来，从而实现对木质纤维素的改性，提高木质纤维素对重金属的吸收效果。

优选的，在所述步骤b)中，悬浊液内还投入有5-8重量份的氨三乙酸。

通过采用上述技术方案，氨三乙酸在步骤b)中与木质纤维素混合，使得两者之间的接触、反应更加充分、彻底，提高氨三乙酸对木质纤维素的影响。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、在修复土壤时，挖松土壤，肉眼可见的、大块明显的杂质被翻出，将其清理。然后投入土壤消毒剂对土壤进行消毒，减少土壤中的芽孢等微生物，使得后期种植的蒲公英、鸭跖草能够健康成长，更好地吸收土壤中的重金属。

2、在聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素三者的共同配合下，使得土壤修复剂与重金属有良好的络合效果，削弱了重金属对土壤的危害，从而实现土壤的修复。

3、聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素在特定的搅拌温度、搅拌时间下与其它原料混合，使得各种原料之间反应更完全，也使得聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙更充分的与木质纤维素接触，从而完成对木质纤维素的改性。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

以下制备例、实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。

表1

原料	型号	来源信息
			土壤消毒剂	A	天津雅洁科技有限公司
膨润土	钙基	泗水宏宇膨润土粉厂
			赤铁矿	/	灵寿县澳宇建材加工厂
聚偏磷酸钾	/	河南莱晟生物工程有限公司
			磷酸二氢钙	45646756	成都万象宏润生物科技有限公司
木质纤维素	/	石家庄鑫源纤维素有限公司
			棉花壳	中绒棉	灵寿县益通矿产品加工厂
花生壳粉	/	石家庄五二农业种植有限公司
			氨三乙酸	/	济南汇锦川化工有限公司

原料和/或中间体的制备例

制备例1-3

土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a)：将膨润土、赤铁矿混合在一起，加水配成悬浊液；

步骤b)：往悬浊液内加入聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素，在指定的搅拌时间、搅拌温度、转速55r/min的条件下搅拌混合，得到中混液；

步骤c)：把中混液与废弃植物粉末在特定的混合时间、混合温度、转速58r/min的条件下混合，得到混合液；

步骤d)：对混合液在干燥温度45摄氏度的条件下干燥20小时，研磨，过200目筛，得到成品。

其中，废弃植物粉末为香蕉皮、咖啡渣中的一种。

具体的原料选择及其用量、制备条件参照表2。

表2

制备例4

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，废弃植物粉末为棉花壳。

制备例5

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，废弃植物粉末为花生壳粉。

制备例6

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，废弃植物粉末为棉花壳与花生壳粉，棉花壳与花生壳粉的重量比为1：0.5。

制备例7

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，废弃植物粉末为棉花壳与花生壳粉，棉花壳与花生壳粉的重量比为1：0.8。

制备例8-10

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，步骤b)中，悬浊液内还投入有氨三乙酸，氨三乙酸的具体用量参照表3。

表3

项目	制备例8	制备例9	制备例10
				投入量(kg)	5	8	6

制备例11-12

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，在步骤b)进行前，将聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素投入至球磨机内，三者混合在一起，在特定的蒸汽压强、蒸汽时间、蒸汽温度下对三者进行机械粉碎，然后把经过机械粉碎的聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素投入到悬浊液内。

具体的制备条件参照表4。

表4

项目	制备例11	制备例12
			蒸汽压强(MPa)	1.45	1.53
蒸汽时间(s)	175	165
			蒸汽温度(摄氏度)	155	165

制备例13

土壤修复剂，与制备例6的不同之处在于，

步骤b)中，悬浊液内还投入有6kg的氨三乙酸。

在步骤b)进行前，将聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素投入至球磨机内，三者混合在一起，在1.53MPa、165s、165摄氏度的条件下对三者进行机械粉碎，然后把经过机械粉碎的聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素投入到悬浊液内。

制备例14

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，将聚偏磷酸钾替换为等量的膨润土。

制备例15

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，将磷酸二氢钙替换为等量的膨润土。

制备例16

土壤修复剂，与制备例3的不同之处在于，将木质纤维素替换为等量的膨润土。

实施例

实施例1-13

一种种植园林植物土壤的修复方法，包括以下步骤：

步骤1)：除杂质：利用松土机挖松土壤，人工去除土壤中的明显杂质。

步骤2)：消毒：往土壤内加入土壤消毒剂，将土壤消毒剂与土壤利用松土机混合均匀，静置20h。

步骤3)：修复：往土壤内加入由对应制备例所制得的土壤修复剂，将土壤修复剂与土壤混合均匀，静置20h。

其中，各实施例所对应的土壤修复剂参照表5。

步骤4)：种植：以行间混交的方式在土壤上种植蒲公英、鸭跖草，蒲公英与鸭跖草的混交比例为1：0.9。

表5

实施例	土壤修复剂
		实施例1	制备例1
实施例2	制备例2
		实施例3	制备例3
实施例4	制备例4
		实施例5	制备例5
实施例6	制备例6
		实施例7	制备例7
实施例8	制备例8
		实施例9	制备例9
实施例10	制备例10
		实施例11	制备例11
实施例12	制备例12
		实施例13	制备例13

实施例14

一种种植园林植物土壤的修复方法，与实施例3的不同之处在于，蒲公英与鸭跖草的混交比例为1：1.2。

对比例

对比例1

一种种植园林植物土壤的修复方法，与实施例3的不同之处在于，使用制备例14所制得的土壤修复剂。

对比例2

一种种植园林植物土壤的修复方法，与实施例3的不同之处在于，使用制备例15所制得的土壤修复剂。

对比例3

一种种植园林植物土壤的修复方法，与实施例3的不同之处在于，使用制备例16所制得的土壤修复剂。

性能检测试验

按照GB15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》对实施例1-14的土壤、对比例1-3的土壤、没有经过处理的土壤在第二十天分别取样，进行铜、锌、铅、铬、镉含量的检测。表6为上述标准的部分内容。

表6

农用地土壤污染风险筛选值(基本项目)

单位(mg/kg)

试验检测数据具体参照表7-10。

表7

根据表7中实施例1-3与对比例1-3的检测数据对比可得，实施例1-3的土壤中所含有的铜、锌、铅、铬、镉均比对比例1-3的少，且远远低于国家标准。对比例1-3的土壤各种重金属的含量与没有经过处理的土壤的相近，均高于国家标准。

发明人猜测，是因为在聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素三者的共同配合下，使得土壤修复剂与土壤中的各种重金属有良好的络合效果，减少了土壤中游离的重金属离子，从而实现对土地的修复。

表8

类目	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
						pH	7.3	7.2	7.3	7.1	7.4
铜(mg/kg)	39	35	37	32	33
						锌(mg/kg)	152	146	147	140	143
铅(mg/kg)	70	66	68	62	63
						铬(mg/kg)	121	117	118	112	115
镉(mg/kg)	0.25	0.21	0.24	0.18	0.2

根据表8中实施例3与实施例4-5的检测数据对比可得，使用棉花壳和花生壳粉较其它废弃植物粉末可以更好地减少土壤中游离重金属离子。

根据表8中实施例4-5与实施例6-7的检测数据对比可得，当棉花壳和花生壳粉在特定比例下与其它原料配合，可以进一步减少土壤中的重金属离子。

表9

类目	实施例3	实施例8	实施例9	实施例10
					pH	7.3	7.3	7.4	7.4
铜(mg/kg)	39	30	31	28
					锌(mg/kg)	152	142	144	139
铅(mg/kg)	70	58	60	54
					铬(mg/kg)	121	110	112	108
镉(mg/kg)	0.25	0.21	0.23	0.2

根据表9中实施例3与实施例8-10的检测数据对比可得，添加氨三乙酸后，氨三乙酸与其它原料共同配合，从而提高了土壤修复剂与土壤中重金属的吸收作用，进而对土壤进行修复。

表10

类目	实施例3	实施例11	实施例12	实施例13	实施例14
						pH	7.3	7.1	7.4	7.3	7.1
铜(mg/kg)	39	25	24	21	36
						锌(mg/kg)	152	133	130	124	153
铅(mg/kg)	70	52	51	47	71
						铬(mg/kg)	121	105	103	95	123
镉(mg/kg)	0.25	0.18	0.18	0.14	0.26

根据表10中实施例3与实施例11-12的检测数据对比可得，实施例11-12的土壤所测得的重金属含量较实施例3的低。发明人猜测，可能是因为将聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素在特定条件下进行机械粉碎，各种原料之间的结合更加充分，从而进一步提高了土壤修复剂对土壤中重金属的吸收。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：除杂质：挖松土壤，去除土壤中的明显杂质；

步骤2)：消毒：往土壤内加入土壤消毒剂，将土壤消毒剂与土壤混合均匀，静置；

步骤3)：修复：往土壤内加入土壤修复剂，将土壤修复剂与土壤混合均匀，静置；

步骤4)：种植：以行间混交的方式在土壤上种植蒲公英、鸭跖草；

其中，按重量份数，土壤修复剂包括83-96份膨润土、2-5份赤铁矿、0.8-1.8份聚偏磷酸钾、1.2-1.6份磷酸二氢钙、2.2-4.0份木质纤维素和13-17份废弃植物粉末。

2.根据权利要求1所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：所述废弃植物粉末包括棉花壳和花生壳粉中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：所述棉花壳与花生壳粉的重量比为1：（0.5-0.8）。

4.根据权利要求1所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：所述蒲公英与鸭跖草的混交比例为1：（0.9-1.2）。

5.根据权利要求1所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：按重量份数，所述土壤修复剂还包括有5-8份氨三乙酸。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a)：将膨润土、赤铁矿混合，加水配成悬浊液；

步骤b)：往悬浊液内加入聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素，在搅拌时间100-115分钟、搅拌温度80-86摄氏度的条件下搅拌，得到中混液；

步骤c)：把中混液与废弃植物粉末在混合时间132-145分钟、混合温度58-65摄氏度的条件下混合，得到混合液；

步骤d)：对混合液进行干燥，研磨，得到成品。

7.根据权利要求6所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：在所述步骤b)进行前，混合聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素，并在蒸汽压强1.45-1.53MPa、蒸汽时间165-175s、蒸汽温度为155-165摄氏度的条件下对混合在一起的三者进行机械粉碎，然后把经过机械粉碎的聚偏磷酸钾、磷酸二氢钙和木质纤维素投入到悬浊液内。

8.根据权利要求6所述的一种种植园林植物土壤的修复方法，其特征在于：在所述步骤b)中，悬浊液内还投入有5-8重量份的氨三乙酸。