CN107325820A - 一种适于景观生态系统的土壤修复剂 - Google Patents

一种适于景观生态系统的土壤修复剂 Download PDF

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Abstract

本发明属于景观生态系统土壤修复技术领域，尤其涉及一种适于景观生态系统的土壤修复剂。本发明所述的土壤修复剂，修复效果好，修复周期短，可直接用于景观营造；腐殖酸能将土壤中的金属元素络合，提高土壤的团粒结构，调节土壤pH值和水、肥、气、热等状况，提高土壤交换容量和保水保肥能力，促进微生物活动，加速有机物质的分解转化，便于植物吸收营养成分；竹纤维粉末能有效的吸附金属络合物，使土壤中的重金属浓度降低；生物炭能够有效提高氮肥、磷肥利用率和肥料质量的稳定性，改善土壤的生态环境；原料来源广，生产成本低，不会造成土壤的二次污染，也不会对周围环境产生污染，修复改善土壤环境，可实现低值资源合理利用。

Description

一种适于景观生态系统的土壤修复剂
技术领域
本发明属于景观生态系统土壤修复技术领域，尤其涉及一种适于景观生态系统的土壤修复剂。
背景技术
景观生态系统是一个有机的系统，一个自然生态系统和人类生态系统相叠加的复合生态系统。绿色植物作为景观生态系统中的主要组成部分，而土壤又作为绿色植物生长的重要介质，目前，全国土壤环境状况总体污染较为严重，工矿业、农业等人为活动以及土壤环境pH值高是造成土壤污染或超标的主要原因。目前普遍的污染方式为重金属污染，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅等。造成金属污染的原因主要是采矿、金属冶炼、电镀工业、化工、金属加工、电子行业和废旧电器回收等领域产生和排放重金属污染物进入地表水、地下水和大气中后，这些重金属又最终汇集于土壤中，导致土壤中重金属含量过高，造成土壤重金属污染，土壤中的重金属会通过食物链进入人体，当体内的重金属蓄积到一定程度时就会引发各种人体疾病。因此需要维持景观生态系统的完整性和稳定性需要保持土壤的结构和土壤肥力，对于土壤结构已经遭到破坏的土壤进行修复是维持景观生态系统完整性和稳定性非常有必要。
发明内容
发明目的：为了克服以上问题，本发明的目的是提供一种适于景观生态系统的土壤修复剂。
技术方案：本发明所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，包括以下重量份的组分：有机改性凹凸棒土-蒙脱土15-20份、硅藻土3-5份、腐殖酸10-20份、生物炭5-10份、钙镁磷肥20-30份、磷酸二氢钾8-12份、醋酸钙2-3份、竹纤维粉末20-30份、糠醛泥3-5份、造纸黑浆10-12份、羟丁基纤维素1-3份、海藻酸2-3份。
还，所述的有机改性凹凸棒土-蒙脱土通过以下方法步骤制得：将凹凸棒土样品洗涤烘干后研磨粉碎后加入2倍重量的5mol/L的 HCl溶液 600r/min高速搅拌1h后洗涤至无氯离子残留烘干研磨过200目筛得凹凸棒土粉末；将蒙脱土样品加入1mol/L Na2CO3溶液600r/min高速搅拌2h后分离取上清液，加入1mol/L NaCl溶液絮凝沉淀，取沉淀洗涤至无氯离子残留，烘干后研磨过200目筛得蒙脱土粉末；将凹凸棒土粉末、蒙脱土粉末混合得到混合粉末后再加入10倍重量的阳离子表面活性剂十二烷基二甲基溴化铵混合搅拌均匀得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土悬液，转速为6000r/min离心15min取沉淀干燥粉碎后过80目筛后得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土粉末。
还有，所述的生物炭通过以下方法步骤制备：
1）将水稻秆、油菜杆、玉米秆切成10cm长的条状结构后加入5mol/L HCl溶液搅拌混合均匀后装入坩埚中置于马弗炉中在180-200℃中脱水排气处理1-2h后并于500-550℃高温下炭化1-1.5h；
2）步骤1）高温炭化处理后用水过滤降温至室温后烘干再用粉碎机粉碎后过80目筛得到生物炭粉末。
再，所述的竹纤维粉末通过以下方法制备：将竹子分段切成条状后加入15倍重量的石灰水进行软化处理5h后洗净烘干再用1mol/L稀 HCl溶液清洗至pH值为5-6再用水清洗后70℃烘干后粉碎机粉碎过80目筛得到竹纤维粉末。
再有，所述的腐殖酸为硝基腐殖酸铵。
另，所述糠醛泥采用5mol/L盐酸，固液比为2:1进行酸化处理后洗涤至无氯离子残留，再于105℃烘干2h后过200目筛。
另外，所述造纸黑浆由废旧报纸、纸张、纸板用碎浆机加水粉碎后制得的纸浆或者直接从造纸厂取得。
此外，所述的生物土壤修复剂制备方法包括以下方法步骤：
1）分别制备有机改性凹凸棒土-蒙脱土、生物炭、竹纤维粉末后按照配方量称取各粉末混合均匀得混合粉1；
2）按照配方称取糠醛泥和造纸黑浆于350-400℃煅烧1-1.5h后粉碎过100目筛后加入到步骤1）中的混合粉1搅拌混合得混合粉2；
3）向步骤2）中的混合粉2中加入配方量的硅藻土、腐殖酸、钙镁磷肥、磷酸二氢钾、醋酸钙、羟丁基纤维素和海藻酸，然后置于混合器中混合15-20min后造粒并在40℃低温烘干即可。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的土壤修复剂，相比现有技术，具有以下有益效果：本发明所述的土壤修复剂，非常适于景观生态系统的土壤，修复效果好，修复周期短，可直接用于景观营造，植物成活率高，景观性强；采用有机改性凹凸棒土-蒙脱土、生物炭和腐殖酸等组成的土壤生物修复剂，腐殖酸能将土壤中的金属元素络合，提高土壤的团粒结构，调节土壤pH值和土壤中水、肥、气、热等状况，提高土壤交换容量和土壤的保水保肥能力，促进土壤微生物活动，加速有机物质的分解转化，便于植物吸收营养成分；竹纤维粉末能有效的吸附金属络合物，使土壤中的重金属浓度降低；生物炭能够有效提高氮肥、磷肥利用率和肥料质量的稳定性，减少化肥施用，改善土壤的生态环境，解决秸秆燃烧后带来的环境污染的同时还可以实现农业增效；原料来源广，生产成本低，不会造成土壤的二次污染，也不会对周围环境产生污染，修复改善土壤环境，可实现低值资源合理利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
本实施例所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，包括以下重量份的组分：有机改性凹凸棒土-蒙脱土15份、硅藻土3份、腐殖酸10份、生物炭5份、钙镁磷肥20份、磷酸二氢钾8份、醋酸钙2份、竹纤维粉末20份、糠醛泥3份、造纸黑浆10份、羟丁基纤维素1份、海藻酸2份。
还，所述的有机改性凹凸棒土-蒙脱土通过以下方法步骤制得：将凹凸棒土样品洗涤烘干后研磨粉碎后加入2倍重量的5mol/L的 HCl溶液 600r/min高速搅拌1h后洗涤至无氯离子残留烘干研磨过200目筛得凹凸棒土粉末；将蒙脱土样品加入1mol/L Na2CO3溶液600r/min高速搅拌2h后分离取上清液，加入1mol/L NaCl溶液絮凝沉淀，取沉淀洗涤至无氯离子残留，烘干后研磨过200目筛得蒙脱土粉末；将凹凸棒土粉末、蒙脱土粉末混合得到混合粉末后再加入10倍重量的阳离子表面活性剂十二烷基二甲基溴化铵混合搅拌均匀得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土悬液，转速为6000r/min离心15min取沉淀干燥粉碎后过80目筛后得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土粉末。
还有，所述的生物炭通过以下方法步骤制备：
1）将水稻秆、油菜杆、玉米秆切成10cm长的条状结构后加入5mol/L HCl溶液搅拌混合均匀后装入坩埚中置于马弗炉中在180℃中脱水排气处理2h后并于500℃高温下炭化1.5h；
2）步骤1）高温炭化处理后用水过滤降温至室温后烘干再用粉碎机粉碎后过80目筛得到生物炭粉末。
再，所述的竹纤维粉末通过以下方法制备：将竹子分段切成条状后加入15倍重量的石灰水进行软化处理5h后洗净烘干再用1mol/L稀 HCl溶液清洗至pH值为5再用水清洗后70℃烘干后粉碎机粉碎过80目筛得到竹纤维粉末。
再有，所述的腐殖酸为硝基腐殖酸铵。
另，所述糠醛泥采用5mol/L盐酸，固液比为2:1进行酸化处理后洗涤至无氯离子残留，再于105℃烘干2h后过200目筛。
另外，所述造纸黑浆由废旧报纸、纸张、纸板用碎浆机加水粉碎后制得的纸浆或者直接从造纸厂取得。
此外，所述的生物土壤修复剂制备方法包括以下方法步骤：
1）分别制备有机改性凹凸棒土-蒙脱土、生物炭、竹纤维粉末后按照配方量称取各粉末混合均匀得混合粉1；
2）按照配方称取糠醛泥和造纸黑浆于350℃煅烧1.5h后粉碎过100目筛后加入到步骤1）中的混合粉1搅拌混合得混合粉2；
3）向步骤2）中的混合粉2中加入配方量的硅藻土、腐殖酸、钙镁磷肥、磷酸二氢钾、醋酸钙、羟丁基纤维素和海藻酸，然后置于混合器中混合15min后造粒并在40℃低温烘干即可。
实施例2
本实施例所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，包括以下重量份的组分：有机改性凹凸棒土-蒙脱土20份、硅藻土5份、腐殖酸20份、生物炭10份、钙镁磷肥30份、磷酸二氢钾12份、醋酸钙3份、竹纤维粉末30份、糠醛泥5份、造纸黑浆12份、羟丁基纤维素3份、海藻酸3份。
还，所述的有机改性凹凸棒土-蒙脱土通过以下方法步骤制得：将凹凸棒土样品洗涤烘干后研磨粉碎后加入2倍重量的5mol/L的 HCl溶液 600r/min高速搅拌1h后洗涤至无氯离子残留烘干研磨过200目筛得凹凸棒土粉末；将蒙脱土样品加入1mol/L Na2CO3溶液600r/min高速搅拌2h后分离取上清液，加入1mol/L NaCl溶液絮凝沉淀，取沉淀洗涤至无氯离子残留，烘干后研磨过200目筛得蒙脱土粉末；将凹凸棒土粉末、蒙脱土粉末混合得到混合粉末后再加入10倍重量的阳离子表面活性剂十二烷基二甲基溴化铵混合搅拌均匀得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土悬液，转速为6000r/min离心15min取沉淀干燥粉碎后过80目筛后得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土粉末。
还有，所述的生物炭通过以下方法步骤制备：
1）将水稻秆、油菜杆、玉米秆切成10cm长的条状结构后加入5mol/L HCl溶液搅拌混合均匀后装入坩埚中置于马弗炉中在200℃中脱水排气处理1h后并于550℃高温下炭化1h；
2）步骤1）高温炭化处理后用水过滤降温至室温后烘干再用粉碎机粉碎后过80目筛得到生物炭粉末。
再，所述的竹纤维粉末通过以下方法制备：将竹子分段切成条状后加入15倍重量的石灰水进行软化处理5h后洗净烘干再用1mol/L稀 HCl溶液清洗至pH值为6再用水清洗后70℃烘干后粉碎机粉碎过80目筛得到竹纤维粉末。
再有，所述的腐殖酸为硝基腐殖酸铵。
另，所述糠醛泥采用5mol/L盐酸，固液比为2:1进行酸化处理后洗涤至无氯离子残留，再于105℃烘干2h后过200目筛。
另外，所述造纸黑浆由废旧报纸、纸张、纸板用碎浆机加水粉碎后制得的纸浆或者直接从造纸厂取得。
此外，所述的生物土壤修复剂制备方法包括以下方法步骤：
1）分别制备有机改性凹凸棒土-蒙脱土、生物炭、竹纤维粉末后按照配方量称取各粉末混合均匀得混合粉1；
2）按照配方称取糠醛泥和造纸黑浆于400℃煅烧1h后粉碎过100目筛后加入到步骤1）中的混合粉1搅拌混合得混合粉2；
3）向步骤2）中的混合粉2中加入配方量的硅藻土、腐殖酸、钙镁磷肥、磷酸二氢钾、醋酸钙、羟丁基纤维素和海藻酸，然后置于混合器中混合20min后造粒并在40℃低温烘干即可。
实施例3
本实施例所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，包括以下重量份的组分：有机改性凹凸棒土-蒙脱土18份、硅藻土4份、腐殖酸15份、生物炭8份、钙镁磷肥25份、磷酸二氢钾10份、醋酸钙2份、竹纤维粉末25份、糠醛泥4份、造纸黑浆11份、羟丁基纤维素2份、海藻酸2份。
还，所述的有机改性凹凸棒土-蒙脱土通过以下方法步骤制得：将凹凸棒土样品洗涤烘干后研磨粉碎后加入2倍重量的5mol/L的 HCl溶液 600r/min高速搅拌1h后洗涤至无氯离子残留烘干研磨过200目筛得凹凸棒土粉末；将蒙脱土样品加入1mol/L Na2CO3溶液600r/min高速搅拌2h后分离取上清液，加入1mol/L NaCl溶液絮凝沉淀，取沉淀洗涤至无氯离子残留，烘干后研磨过200目筛得蒙脱土粉末；将凹凸棒土粉末、蒙脱土粉末混合得到混合粉末后再加入10倍重量的阳离子表面活性剂十二烷基二甲基溴化铵混合搅拌均匀得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土悬液，转速为6000r/min离心15min取沉淀干燥粉碎后过80目筛后得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土粉末。
还有，所述的生物炭通过以下方法步骤制备：
1）将水稻秆、油菜杆、玉米秆切成10cm长的条状结构后加入5mol/L HCl溶液搅拌混合均匀后装入坩埚中置于马弗炉中在190℃中脱水排气处理1.5h后并于525℃高温下炭化1h；
2）步骤1）高温炭化处理后用水过滤降温至室温后烘干再用粉碎机粉碎后过80目筛得到生物炭粉末。
再，所述的竹纤维粉末通过以下方法制备：将竹子分段切成条状后加入15倍重量的石灰水进行软化处理5h后洗净烘干再用1mol/L稀 HCl溶液清洗至pH值为5再用水清洗后70℃烘干后粉碎机粉碎过80目筛得到竹纤维粉末。
再有，所述的腐殖酸为硝基腐殖酸铵。
另，所述糠醛泥采用5mol/L盐酸，固液比为2:1进行酸化处理后洗涤至无氯离子残留，再于105℃烘干2h后过200目筛。
另外，所述造纸黑浆由废旧报纸、纸张、纸板用碎浆机加水粉碎后制得的纸浆或者直接从造纸厂取得。
此外，所述的生物土壤修复剂制备方法包括以下方法步骤：
1）分别制备有机改性凹凸棒土-蒙脱土、生物炭、竹纤维粉末后按照配方量称取各粉末混合均匀得混合粉1；
2）按照配方称取糠醛泥和造纸黑浆于380℃煅烧1h后粉碎过100目筛后加入到步骤1）中的混合粉1搅拌混合得混合粉2；
3）向步骤2）中的混合粉2中加入配方量的硅藻土、腐殖酸、钙镁磷肥、磷酸二氢钾、醋酸钙、羟丁基纤维素和海藻酸，然后置于混合器中混合18min后造粒并在40℃低温烘干即可。
采用实施例1-3所述的土壤修复剂，对景观生态系统的土壤非常适合，成本低，修复周期短，对待修复的土壤进行修复处理后，30-45天时间即可完成修复，土壤的生态环境得到修复，土壤团粒结构得到改善，可直接用于景观营造，植物成活率高，景观性强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：包括以下重量份的组分：有机改性凹凸棒土-蒙脱土15-20份、硅藻土3-5份、腐殖酸10-20份、生物炭5-10份、钙镁磷肥20-30份、磷酸二氢钾8-12份、醋酸钙2-3份、竹纤维粉末20-30份、糠醛泥3-5份、造纸黑浆10-12份、羟丁基纤维素1-3份、海藻酸2-3份。
2. 根据权利要求1所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述的有机改性凹凸棒土-蒙脱土通过以下方法步骤制得：将凹凸棒土样品洗涤烘干后研磨粉碎后加入2倍重量的5mol/L的 HCl溶液 600r/min高速搅拌1h后洗涤至无氯离子残留烘干研磨过200目筛得凹凸棒土粉末；将蒙脱土样品加入1mol/L Na2CO3溶液600r/min高速搅拌2h后分离取上清液，加入1mol/L NaCl溶液絮凝沉淀，取沉淀洗涤至无氯离子残留，烘干后研磨过200目筛得蒙脱土粉末；将凹凸棒土粉末、蒙脱土粉末混合得到混合粉末后再加入10倍重量的阳离子表面活性剂十二烷基二甲基溴化铵混合搅拌均匀得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土悬液，转速为6000r/min离心15min取沉淀干燥粉碎后过80目筛后得到有机改性凹凸棒土-蒙脱土粉末。
3.根据权利要求1所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述的生物炭通过以下方法步骤制备：
1）将水稻秆、油菜杆、玉米秆切成10cm长的条状结构后加入5mol/L HCl溶液搅拌混合均匀后装入坩埚中置于马弗炉中在180-200℃中脱水排气处理1-2h后并于500-550℃高温下炭化1-1.5h；
2）步骤1）高温炭化处理后用水过滤降温至室温后烘干再用粉碎机粉碎后过80目筛得到生物炭粉末。
4. 根据权利要求1所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述的竹纤维粉末通过以下方法制备：将竹子分段切成条状后加入15倍重量的石灰水进行软化处理5h后洗净烘干再用1mol/L稀 HCl溶液清洗至pH值为5-6再用水清洗后70℃烘干后粉碎机粉碎过80目筛得到竹纤维粉末。
5.根据权利要求1所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述的腐殖酸为硝基腐殖酸铵。
6.根据权利要求1所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述的生物土壤修复剂制备方法包括以下方法步骤：所述糠醛泥采用5mol/L盐酸，固液比为2:1进行酸化处理后洗涤至无氯离子残留，再于105℃烘干2h后过200目筛。
7.根据权利要求1所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述造纸黑浆由废旧报纸、纸张、纸板用碎浆机加水粉碎后制得的纸浆或者直接从造纸厂取得。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种适于景观生态系统的土壤修复剂，其特征在于：所述的生物土壤修复剂制备方法包括以下方法步骤：
1）分别制备有机改性凹凸棒土-蒙脱土、生物炭、竹纤维粉末后按照配方量称取各粉末混合均匀得混合粉1；
2）按照配方称取糠醛泥和造纸黑浆于350-400℃煅烧1-1.5h后粉碎过100目筛后加入到步骤1）中的混合粉1搅拌混合得混合粉2；
3）向步骤2）中的混合粉2中加入配方量的硅藻土、腐殖酸、钙镁磷肥、磷酸二氢钾、醋酸钙、羟丁基纤维素和海藻酸，然后置于混合器中混合15-20min后造粒并在40℃低温烘干即可。
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