CN108048104A - 降低重金属活性的土壤调理剂、制备方法及其改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低重金属活性的土壤调理剂、制备方法及其改良方法，降低重金属活性的土壤调理剂,含有以下重量份的成分：壳聚糖/氧化石墨烯复合材料，20‑30份；硅酸盐，5‑10份；熟石灰，15‑25份；膨润土，3‑5份；生物质废料，5‑10份；有机肥，20‑25份；腐殖酸，1‑3份；粘结剂，1‑3份。根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂，不仅具有成本低、可操作性强等优点，还能防止重金属再度活化，降低化肥使用量，节约种植成本。

Description

降低重金属活性的土壤调理剂、制备方法及其改良方法

技术领域

本发明涉及土壤技术领域，更具体地，涉及一种降低重金属活性的土壤调理剂、制备方法及其改良方法。

背景技术

随着科技发展，垃圾分类没有得到普及，土壤重金属污染越来越严重，对人们的身体健康以及可持续发展均有严重危害。对于大面积的被污染的农田的治理十分困难，通过被重金属污染的农田种植出的农作物对人体有严重危害，现有的重金属治理方法，具有成本高、可操作性低等缺点，得不到广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种降低重金属活性的土壤调理剂，具有成本低廉、可操作性强等优点，能够有效降低土壤中的重金属活性。

本发明一方面提出一种降低重金属活性的土壤调理剂。

本发明还提出一种降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法。

本发明还提出一种土壤改良方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的降低重金属活性的土壤调理剂含有以下重量份的成分：

壳聚糖/氧化石墨烯复合材料，20-30份；硅酸盐，5-10份；熟石灰，15-25份；膨润土，3-5份；生物质废料，5-10份；有机肥，20-25份；腐殖酸，1-3份。

进一步地，所述有机肥包括发酵动物粪便。

进一步地，对壳聚糖/氧化石墨烯复合材料进行氮掺杂处理。

进一步地，壳聚糖/氧化石墨烯复合材料中的石墨烯为羧基化石墨烯。

进一步地，熟石灰过40目筛。

根据本发明第二方面实施例的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S10，将壳聚糖/氧化石墨烯复合材料和硅酸盐、熟石灰粉碎混合均匀，得到混合物料；

步骤S20，将所述混合物料高温烧结；

步骤S30，将高温烧结后的物料粉碎后加入膨润土、生物质废料、有机肥和腐殖酸，混合均匀后进行干燥、粉碎。

步骤S40，加入粘结剂制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂。

进一步地，所述高温烧结的温度为500℃-1100℃。

进一步地，对所述混合物料低温煅烧后进行所述高温烧结处理，低温煅烧的温度为300℃-400℃。

根据本发明第三方面实施例的土壤改良方法，包括如下步骤：

步骤A10，将问题土壤进行深耕，深度为50cm-60cm；

步骤A20，将问题土壤的深度为20cm-30cm的土壤挖去，向挖去土壤后的问题土壤表面添加上述的降低重金属活性的土壤调理剂；

步骤A30，将挖去的土壤重新铺设在所述的降低重金属活性的土壤调理剂上表面；

步骤A40，重新深耕整土，使所述的降低重金属活性的土壤调理剂均匀混合在土壤中。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法，所得到的降低重金属活性的土壤调理剂能够降低土壤中的重金属活性，不仅具有成本低、可操作性强等优点，还能防止重金属再度活化，降低化肥使用量，节约种植成本。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的土壤改良方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先具体描述根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂。

根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂含有以下重量份的成分：壳聚糖/氧化石墨烯复合材料，20-30份；硅酸盐，5-10份；熟石灰，15-25份；膨润土，3-5份；生物质废料，5-10份；有机肥，20-25份；腐殖酸，1-3份。

由此，根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂，壳聚糖/氧化石墨烯复合材料的比表面积大，能够有效降低重金属的生物活性，硅酸盐与酸性土壤发生反应生成溶胶，进一步降低重金属的活性，生物质废料、有机肥和腐殖酸能够促进农作物生长，熟石灰可以改善土壤结构，具有成本低且可操作性强的特点，不仅能够降低重金属活性，还能降低农作物对重金属的吸收，且降低化肥使用量，节约种植成本。

根据本发明的一个实施例，所述有机肥包括发酵动物粪便，也就是说，所述有机肥可以包括牛粪、猪粪、鸡粪等发酵动物粪便，需要说明的是，也可以将剩余的饭菜经过发酵处理和动物粪便混合制成需要的有机肥，防止资源浪费。

在本发明的一些具体实施方式中，对壳聚糖/氧化石墨烯复合材料进行氮掺杂处理，可以提高土壤含氮量，对于重金属的吸附效率高。

根据本发明的一个实施例，壳聚糖/氧化石墨烯复合材料中的石墨烯为羧基化石墨烯，不仅能够有效吸附重金属，还能降低重金属的生物有效性，可以用于酸性土壤的重金属污染修复。

如图1所示，根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S10，将壳聚糖/氧化石墨烯复合材料和硅酸盐、熟石灰粉碎混合均匀，得到混合物料；

步骤S20，将所述混合物料高温烧结；

步骤S30，将高温烧结后的物料粉碎后加入膨润土、生物质废料、有机肥和腐殖酸，混合均匀后进行干燥、粉碎。

步骤S40，加入粘结剂制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂。

换言之，根据本发明的一些具体实施例，采用壳聚糖/氧化石墨烯复合材料、硅酸盐、熟石灰、膨润土、生物质废料、有机肥和腐殖酸为原料制作降低重金属活性的土壤调理剂，首先，将以下重量份的成分：壳聚糖/氧化石墨烯复合材料，20-30份；硅酸盐，5-10份；熟石灰，15-25份物料粉碎混合均匀进行配料，得到混合物料，然后将混合物料进行高温烧结，再将高温烧结后的物料粉碎后加入膨润土，3-5份；生物质废料，5-10份；有机肥，20-25份；和腐殖酸，1-3份，混合均匀后进行干燥、粉碎。最后，加入粘结剂1-3份制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂。

进一步地，所述高温烧结的温度为500℃-1100℃。

在本发明的一些具体实施方式中，对所述混合物料低温煅烧后进行所述高温烧结处理，低温煅烧的温度为300℃-400℃。

根据本发明实施例的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法得到的降低重金属活性的土壤调理剂，不仅能够提高农作物的产量，还能降低重金属的活性，防止重金属转移以及重新活化。

如图2所示，根据本发明实施例的土壤改良方法，包括以下步骤：

步骤A10，将问题土壤进行深耕，深度为50cm-60cm；

步骤A20，将问题土壤的深度为20cm-30cm的土壤挖去，向挖去土壤后的问题土壤表面添加根据上述的降低重金属活性的土壤调理剂；

步骤A30，将挖去的土壤重新铺设在所述的降低重金属活性的土壤调理剂上表面；

步骤A40，重新深耕整土，使所述的降低重金属活性的土壤调理剂均匀混合在土壤中。

需要说明的是，在所述步骤A20中，还可以在问题土壤的不同的深度添加上述的降低重金属活性的土壤调理剂，通过添加多层降低重金属活性的土壤调理剂，提高混合均匀程度。

下面结合具体实施例描述根据本发明的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法。

需要说明的是，下述实施例，以有机粘结剂为粘结剂为例进行说明，但本发明并不限于此，也可以采用本领域人员所知的任一其他粘结剂。这些变更后的方案，都应该被理解为属于本发明的保护范围内。

实施例1

首先，选取壳聚糖/氧化石墨烯复合材料20份、硅酸盐5份、熟石灰15份粉碎后混合，其中熟石灰过40目筛。

将混合后的物料在500℃高温烧结。

其次，将高温烧结后的物料进行粉碎，粉碎后加入膨润土3份、生物质废料5份、有机肥20份和腐殖酸1份，混合均匀后进行干燥、粉碎，干燥温度可以为45℃。

接着，向干燥后的混合物料中加入粘结剂3份，制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂B1。

实施例2

首先，选取壳聚糖/氧化石墨烯复合材料25份、硅酸盐8份、熟石灰20份粉碎后混合，其中熟石灰过40目筛。

将混合后的物料在500℃高温烧结。

其次，将高温烧结后的物料进行粉碎，粉碎后加入膨润土4份、生物质废料7份、有机肥22份和腐殖酸2份，混合均匀后进行干燥、粉碎，干燥温度可以为45℃。

接着，向干燥后的混合物料中加入粘结剂3份，制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂B2。

实施例3

首先，选取壳聚糖/氧化石墨烯复合材料30份、硅酸盐10份、熟石灰25份粉碎后混合，其中熟石灰过40目筛。

将混合后的物料在500℃高温烧结。

其次，将高温烧结后的物料进行粉碎，粉碎后加入膨润土5份、生物质废料10份、有机肥25份和腐殖酸3份，混合均匀后进行干燥、粉碎，干燥温度可以为45℃。

接着，向干燥后的混合物料中加入粘结剂3份，制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂B3。

实施例4

首先，选取壳聚糖/氧化石墨烯复合材料25份、硅酸盐8份、熟石灰20份粉碎后混合，其中熟石灰过40目筛。

将混合后的物料在800℃高温烧结。

其次，将高温烧结后的物料进行粉碎，粉碎后加入膨润土4份、生物质废料7份、有机肥22份和腐殖酸2份，混合均匀后进行干燥、粉碎，干燥温度可以为45℃。

接着，向干燥后的混合物料中加入粘结剂3份，制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂B4。

实施例5

首先，选取壳聚糖/氧化石墨烯复合材料25份、硅酸盐8份、熟石灰20份粉碎后混合，其中熟石灰过40目筛。

将混合后的物料在1100℃高温烧结。

其次，将高温烧结后的物料进行粉碎，粉碎后加入膨润土4份、生物质废料7份、有机肥22份和腐殖酸2份，混合均匀后进行干燥、粉碎，干燥温度可以为45℃。

接着，向干燥后的混合物料中加入粘结剂3份，制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂B5。

实施例6

首先，选取壳聚糖/氧化石墨烯复合材料25份、硅酸盐8份、熟石灰20份粉碎后混合，其中熟石灰过40目筛。

将混合后的物料在350℃进行低温煅烧，在低温煅烧后进行1100℃高温烧结。

其次，将高温烧结后的物料进行粉碎，粉碎后加入膨润土4份、生物质废料7份、有机肥22份和腐殖酸2份，混合均匀后进行干燥、粉碎，干燥温度可以为45℃。

接着，向干燥后的混合物料中加入粘结剂3份，制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂B6。

下面结合具体实施例描述根据本发明的土壤改良方法。

首先，将问题土壤进行深耕，深度为50cm-60cm；

其次，将问题土壤的深度为20cm-30cm的土壤挖去，向挖去土壤后的问题土壤表面添加上述的降低重金属活性的土壤调理剂；

接着，将挖去的土壤重新铺设在所述的降低重金属活性的土壤调理剂上表面；

最后，重新深耕整土，使所述的降低重金属活性的土壤调理剂均匀混合在土壤中。

经过上述步骤，利用上述土壤调理剂对问题土壤，即重金属污染严重的问题土壤，进行改良后，在问题土壤以及改良后的土壤中分别种植了水稻，最终数据显示，用实施例1的方案改良后粮食增产约7％，用实施例2的方案改良后粮食增产约20％，用实施例3的方案改良后粮食增产约15％，用实施例4的方案改良后粮食增产约22％，用实施例5的方案改良后粮食增产约12％，用实施例6的方案改良后粮食增产约25％，同时对水稻中的重金属成分的检测也低于国家规定的安全含量，实际生产数据表明，本发明具有实际应用意义。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种降低重金属活性的土壤调理剂，其特征在于，含有以下重量份的成分：

壳聚糖/氧化石墨烯复合材料，20-30份；

硅酸盐，5-10份；

熟石灰，15-25份；

膨润土，3-5份；

生物质废料，5-10份；

有机肥，20-25份；

腐殖酸，1-3份；

粘结剂，1-3份。

2.根据权利要求1所述的降低重金属活性的土壤调理剂，其特征在于，所述有机肥包括发酵动物粪便。

3.根据权利要求1所述的降低重金属活性的土壤调理剂，其特征在于，对壳聚糖/氧化石墨烯复合材料进行氮掺杂处理。

4.根据权利要求3所述的降低重金属活性的土壤调理剂，其特征在于，壳聚糖/氧化石墨烯复合材料中的石墨烯为羧基化石墨烯。

5.根据权利要求1所述的降低重金属活性的土壤调理剂，其特征在于，熟石灰过40目筛。

6.一种降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，将壳聚糖/氧化石墨烯复合材料和硅酸盐、熟石灰粉碎混合均匀，得到混合物料；

步骤S20，将所述混合物料高温烧结；

步骤S30，将高温烧结后的物料粉碎后加入膨润土、生物质废料、有机肥和腐殖酸，混合均匀后进行干燥、粉碎。

步骤S40，加入粘结剂制成颗粒，获得所述降低重金属活性的土壤调理剂。

7.根据权利要求6所述的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述高温烧结的温度为500℃-1100℃。

8.根据权利要求7所述的降低重金属活性的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，对所述混合物料低温煅烧后进行所述高温烧结处理，低温煅烧的温度为300℃-400℃。

9.一种土壤改良方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A10，将问题土壤进行深耕，深度为50cm-60cm；

步骤A20，将问题土壤的深度为20cm-30cm的土壤挖去，向挖去土壤后的问题土壤表面添加根据权利要求1-5中任一所述的降低重金属活性的土壤调理剂；

步骤A30，将挖去的土壤重新铺设在所述的降低重金属活性的土壤调理剂上表面；

步骤A40，重新深耕整土，使所述的降低重金属活性的土壤调理剂均匀混合在土壤中。