CN107722994A - 一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，先将锯木屑发酵制备得到发酵物料，然后分离得到滤渣和含有腐植酸的发酵液，将多孔煤渣浸泡在发酵液中改性，最后混合石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、滤渣，烘干造粒得到吸附改良剂；本发明通过多孔煤渣作为载体，将有机物料在多孔煤渣的孔洞内与重金属形成不溶性金属‑有机复合物，所述多孔煤渣具有较大的比表面积，因此可以增加土壤阳离子交换量，同时可以稳定土壤的结构；本发明的制备方法简单，具有较好的实用性。

Description

一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法
技术领域
本发明属于土壤改良剂的技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法。
背景技术
随着我国工业化、城市化的快速发展，污染物处理不当和大量排放，不合格农用物质的使用等，导致我国农田土壤的重金属污染问题日益凸显。农田土壤中重金属的积累，不仅导致农作物产量降低，并且使农作物在生长过程中不断吸收重金属，而重金属可通过食物链危害人体健康。调查显示，我国有66.7万公顷土壤遭受了重金属污染，受镉、砷、铅、汞等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，先将锯木屑发酵制备得到发酵物料，然后分离得到滤渣和含有腐植酸的发酵液，将多孔煤渣浸泡在发酵液中改性，最后混合石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、滤渣，烘干造粒得到吸附改良剂；本发明通过多孔煤渣作为载体，将有机物料在多孔煤渣的孔洞内与重金属形成不溶性金属-有机复合物，所述多孔煤渣具有较大的比表面积，因此可以增加土壤阳离子交换量，同时可以稳定土壤的结构；本发明的制备方法简单，具有较好的实用性。
本发明主要通过以下技术方案实现：一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤A1：将锯木屑依次经过干燥、粉碎、过筛，加入水后进行自然发酵制备得到发酵物料，将发酵物料减压抽滤分离得到滤渣和发酵液；
步骤A2：将多孔煤渣加入到步骤A1中得到的发酵液中浸泡3-10h；
步骤A3：将石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、步骤A1中分离得到的滤渣分别加入到步骤A2中的发酵液中，烘干造粒，制备得到吸附改良剂。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤A1中锯木屑过100目筛。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤A1中将发酵的物料与水按照质量比1：2混合，然后调节pH为9-10，减压抽滤分离得到滤渣和发酵液。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤A1中锯木屑发酵温度降低到45℃以下时得到发酵物料。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤A2中多孔煤渣在发酵液中25-30℃下浸泡3-10小时。
本发明的有益效果：
本发明先将锯木屑发酵制备得到发酵物料，然后分离得到滤渣和含有腐植酸的发酵液，将多孔煤渣浸泡在发酵液中改性，最后混合石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、滤渣，烘干造粒得到吸附改良剂；本发明通过多孔煤渣作为载体，将有机物料在多孔煤渣的孔洞内与重金属形成不溶性金属-有机复合物，所述多孔煤渣具有较大的比表面积，因此可以增加土壤阳离子交换量，同时可以稳定土壤的结构；本发明的制备方法简单，具有较好的实用性。
具体实施方式
实施例1：
一种重金属污染土壤的吸附改良剂，所述吸附改良剂的用量为80kg/亩；所述吸附改良剂按照质量份计算主要包括7份草木灰、2份钙镁磷肥、2份蒙脱石、8份石灰石、25份改性多孔煤渣、15份有机肥；
所述改性多孔煤渣采用碱性Na2CO3溶液浸泡改性，制备得到碱性的改性多孔煤渣；所述多孔煤渣的直径大小为1厘米。
一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤A1：将锯木屑依次经过干燥、粉碎、过100目筛，加入水后进行自然发酵，当发酵温度降到45℃时制备得到发酵物料，将发酵物料与水按照质量比1：2混合，然后调节溶液pH为9，减压抽滤分离得到滤渣和发酵液；
步骤A2：将多孔煤渣加入到步骤A1中得到的发酵液中在30℃下浸泡5h；
步骤A3：最后将石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、步骤A1中分离得到的滤渣分别加入到步骤A2中的发酵液中，烘干造粒，制备得到吸附改良剂。所述烘干造粒为按照多孔煤渣的大小烘干成粒即可。
本实施例的供试土壤的基本理化性质如下：土壤pH=4.32，有机质16.6g/kg，总磷0.66g/kg，总氮1.42g/kg，总钾17.51g/kg，重金属重量Cd 1.39mg/kg，Pb 302.67mg/kg，Cu383.67mg/kg，Zn 325.08mg/kg。
将土壤样品自然风干，去除杂物，磨碎后过2mm筛；然后将土壤用于盆栽，每盆栽装土0.8kg，将改良剂与土壤混合均匀，补加去离子水至田间最大持水量的60%，室温下平衡3周开始盆栽实验；将空心菜种子播种在人工基质中，待幼苗长出第4-5片真叶后，每盆移植1株幼苗。在空心菜生长期间，补加双蒸水保持土壤的湿度，植物生长47天后，收获空心菜和土壤样品。
采用消解-原子吸收光谱方法测试土壤样品中的有效锌、铜、铅、镉含量，采用干灰化-原子吸收光谱法测定植物中的锌、铜、铅有效含量，用湿式消煮法-原子吸收光谱法测定植物的镉的含量。
实验测试之后得到，土壤样品的pH为6.95，土壤样品处理之后的镉、铅、铜、锌的固化率分别为94.8%、97.8%、92.5%、90.1%；同时测试得到重金属大都转移到了多孔煤渣内的土壤中；由此可知土壤改良剂有效降低了土壤中镉、铅、铜、锌的有效含量，具有较好的固化效果；实验测试发现空心菜的上部镉的含量（以鲜重计）均显著低于国家食品标准的上限值0.2mg/kg，土壤改良剂具有较好的重金属吸附作用，并保证了植物的营养，具有较好的实用性。
本发明通过生石灰改善污染土壤的酸碱性，然后将多孔煤渣混合有机肥和磷酸盐，本发明通过多孔煤渣作为载体，将有机物料在多孔煤渣的孔洞内与重金属形成不溶性金属-有机复合物，所述多孔煤渣具有较大的比表面积，因此可以增加土壤阳离子交换量，同时可以稳定土壤的结构；经过一段时间的净化或，可以通过机械将多孔煤渣过滤拿出，从而具有较好的实用性。
实施例2：
一种重金属污染土壤的吸附改良剂，所述吸附改良剂的用量为65kg/亩；所述吸附改良剂按照质量份计算主要包括7份草木灰、3份钙镁磷肥、3份蒙脱石、9份石灰石、30份改性多孔煤渣、20份有机肥；
所述改性多孔煤渣采用碱性Na2CO3溶液浸泡改性，制备得到碱性的改性多孔煤渣；所述多孔煤渣的直径大小为1.5mm。
一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤A1：将锯木屑依次经过干燥、粉碎、过100目筛，加入水后进行自然发酵，当发酵温度降到45℃时制备得到发酵物料，将发酵物料与水按照质量比1：2混合，然后调节溶液pH为9，减压抽滤分离得到滤渣和发酵液；
步骤A2：将多孔煤渣加入到步骤A1中得到的发酵液中在30℃下浸泡5h；
步骤A3：最后将石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、步骤A1中分离得到的滤渣分别加入到步骤A2中的发酵液中，烘干造粒，制备得到吸附改良剂。所述烘干造粒为按照多孔煤渣的大小烘干成粒即可。
本实施例的供试土壤的基本理化性质如下：土壤pH=4.32，有机质16.6g/kg，总磷0.66g/kg，总氮1.42g/kg，总钾17.51g/kg，重金属重量Cd 1.39mg/kg，Pb 302.67mg/kg，Cu383.67mg/kg，Zn 325.08mg/kg。
将土壤样品自然风干，去除杂物，磨碎后过2mm筛；然后将土壤用于盆栽，每盆栽装土0.8kg，将改良剂与土壤混合均匀，补加去离子水至田间最大持水量的60%，室温下平衡3周开始盆栽实验；将空心菜种子播种在人工基质中，待幼苗长出第4-5片真叶后，每盆移植1株幼苗。在空心菜生长期间，补加双蒸水保持土壤的湿度，植物生长47天后，收获空心菜和土壤样品。
采用消解-原子吸收光谱方法测试土壤样品中的有效锌、铜、铅、镉含量，采用干灰化-原子吸收光谱法测定植物中的锌、铜、铅有效含量，用湿式消煮法-原子吸收光谱法测定植物的镉的含量。
实验测试之后得到，土壤样品的pH为7.25，土壤样品处理之后的镉、铅、铜、锌的固化率分别为97.8%、98.2%、95.1%、93.5%；同时测试得到重金属大都转移到了多孔煤渣内；由此可知土壤改良剂有效降低了土壤中镉、铅、铜、锌的有效含量，具有较好的固化效果；实验测试发现空心菜的上部镉的含量（以鲜重计）均显著低于国家食品标准的上限值0.2mg/kg，土壤改良剂具有较好的重金属吸附作用，并保证了植物的营养，具有较好的实用性。
本发明通过生石灰改善污染土壤的酸碱性，然后将多孔煤渣混合有机肥和磷酸盐，本发明通过多孔煤渣作为载体，将有机物料在多孔煤渣的孔洞内与重金属形成不溶性金属-有机复合物，所述多孔煤渣具有较大的比表面积，因此可以增加土壤阳离子交换量，同时可以稳定土壤的结构；经过一段时间的净化或，可以通过机械将多孔煤渣过滤拿出，从而具有较好的实用性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤A1：将锯木屑依次经过干燥、粉碎、过筛，加入水后进行自然发酵制备得到发酵物料，将发酵物料减压抽滤分离得到滤渣和发酵液；
步骤A2：将多孔煤渣加入到步骤A1中得到的发酵液中浸泡3-10h；
步骤A3：将石灰石、钙镁磷肥、蒙脱石、步骤A1中分离得到的滤渣分别加入到步骤A2中的发酵液中，烘干造粒，制备得到吸附改良剂。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A1中锯木屑过100目筛。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A1中将发酵的物料与水按照质量比1：2混合，然后调节pH为9-10，减压抽滤分离得到滤渣和发酵液。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A1中锯木屑发酵温度降低到45℃以下时得到发酵物料。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤的吸附改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A2中多孔煤渣在发酵液中25-30℃下浸泡3-10小时。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112250519A (zh) * 2020-10-16 2021-01-22 广东石油化工学院 一种生物类改性膨润土的制备方法及其应用
WO2021017215A1 (zh) * 2019-07-27 2021-02-04 华南理工大学 一种利用粉煤灰生产的矿物质土壤调理剂及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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