CN108723077B - 全功能生物基土壤修复剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全功能生物基土壤修复剂以及其制备方法。本发明的全功能生物基土壤修复剂以生物质为原料、通过一步简单的催化反应制备得到。本发明使用的生物质原料可以是各类植物原料，包括植物的叶、茎、根，例如各种农作物秸秆、野草、芦苇、竹子、水草、树(Trees)、灌木丛(Shrub)、藤条、沙棘、中草药加工下脚料等等，原料来源广泛。本发明方法制备全功能生物基土壤修复剂的生产工艺过程不需要溶剂，也不需要加热，生产成本低，制备反应简易可控。

Description

全功能生物基土壤修复剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于环保领域，特别涉及全功能生物基土壤修复剂及其制备方法和应用。

背景技术

许多发展中国家由于片面追求经济快速发展而忽略了对环境的保护，土壤污染相当严重。中国可耕地少且人多，官方数据显示，目前不仅超过20％的传统耕地土壤污染严重，而且更多的耕地退化严重(中国耕地面积不到全世界一成，却使用了全世界近四成的化肥；农药使用量已达130万吨，是世界平均水平的2.5倍)，威胁中国的粮食安全，损害食用者的身体健康。2014年，中国农业部在江苏扬州召开的全国耕地质量建设现场会上透露，黄淮海平原次生盐渍化严重，东北黑土地地力衰减、土壤有机质下降迅速(当前耕地土壤有机质每公斤平均含量26.7克，与30年前相比降幅达31％，黑土层已由开垦初期的80-100厘米下降到20-30厘米)，西北地区由土壤侵蚀导致的农田土壤退化，中南红壤贫瘠、酸化以及土壤重金属污染较为严重，等等，目前耕地退化面积占耕地总面积的40％以上。从科学角度来说，粮食产量70％至80％应靠基础地力，20％至30％靠水肥投入，而中国耕地基础地力对粮食产量的贡献率仅为50％，极端情况下，已经有部分土地完全依靠化肥，没有化肥庄稼不长。会议上指出，当前中国的土地质量主要依靠土壤修复：去除耕地中难以降解的烷烃类有机污染物，大幅减少土壤中的重金属污染物，提高土壤中的有机质，和增加土壤中的益生菌。

传统的土壤修复技术包括化学法、物理法、和生物法。物理修复法价格昂贵，只适合用于极度污染的土壤；生物修复法耗时很长，不适用于耕地总在种植的中国；而已知的化学修复法所使用的修复剂，要么使用成本高，中国20％以上的土壤使用难以承受，要么功效有限，需要很多不同功能的修复剂合并使用，综合使用成本也是很高。对于退化土壤的修复，当前一般使用淋洗后补充营养物质的做法，土地营养物质基本上全部使用石油或粮食为原料制备，这种修复方法的综合使用费用高，全部修复40％以上的退化土壤的成本让人望而生畏。

中国的生物质年产量超过10亿吨，许多都被浪费掉了并造成环境污染，例如农作物秸秆的燃烧。而所有已知的生物质利用技术，都需要国家的各种补贴才能应用。

我们以前揭示的高效全功能土壤修复剂(WO2016176867A1)，虽然清除土壤中有机污染物和重金属的能力很好，但是，它的制备过程类似石油精炼生产工艺，工艺过程需要加热和加压，并且反应过程需要使用水作为溶剂。另外，高效全功能土壤修复剂的产率较低，并且它对退化土壤的改良修复功能不足。

需要开发出一种全功能的、使用成本低的、最好原材料是生物质的全新土壤修复剂。

发明内容

为了解决上述现有各种方法的不足，本发明的目的之一是提供一种全功能生物基土壤修复剂以及其制备方法。本发明的全功能生物基土壤修复剂以生物质为原料、通过一步简单的催化反应制备得到。本发明使用的生物质原料可以是各类植物原料，包括植物的叶、茎、根，例如各种农作物秸秆、野草、芦苇、竹子、水草、树(Trees)、灌木丛(Shrub)、藤条、沙棘、中草药加工下脚料等等，原料来源广泛。

本发明方法制备全功能生物基土壤修复剂的生产工艺过程不需要溶剂，也不需要加热，生产成本低，制备反应简易可控。

根据本发明的一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，该方法制备的全功能生物基土壤修复剂是以生物质为原料制备。

根据本发明的另一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，上述方法是以生物质为原料并通过一步催化反应制备得到，所述方法制备工艺包括以下步骤：

步骤1)将生物质和氧化钙或者氧化镁混合，然后加入催化剂，得到含有催化剂的混合物；

步骤2)在高速粉碎机或球磨机中将步骤1所述的混合物粉碎到糊状得到糊状混合物；

步骤3)冷却步骤2得到的糊状混合物到室温，制备得到目标产物全功能生物基土壤修复剂。

上述方法中全功能生物基土壤修复剂制备原料所使用的生物质、水分含量需要大于20％。如果水分不足，制备得到的全功能生物基土壤修复剂的综合功效较差。使用水分含量不足20％的生物质，可以通过添加水达到。

根据本发明的另一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，上述方法中生物质是指植物。

根据本发明的另一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，上述生物质包含农作物秸秆、野草、芦苇、竹子、水草、树、灌木丛、藤条、沙棘、中草药加工下脚料。

根据本发明的另一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，上述方法中氧化钙或者氧化镁用量为生物质干重重量的10～28％。

低于10％的用量、或者高于28％的用量，制备得到的全功能生物基土壤修复剂的综合功效较差。

根据本发明的另一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，上述方法中氧化钙或者氧化镁用量为生物质干重重量的20～23％。

根据本发明的另一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂的制备方法，上述方法中催化剂为2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐或精氨酸钾任意一种或者2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐的精氨酸钾混合物。我们基本上测试了所有已知的化合物作为本发明的催化剂，只有两个物质给出了满意的效果。一个是精氨酸钾(Potassium saltofArginine)，另一个是2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐(Trisodium salt of 2-sulfonate-9，10-dihydroxyanthracene)。

催化剂的用量一般是0.1～10％之间(重量百分比)，催化剂的用量高于10％不增加全功能生物基土壤修复剂的综合功效，但是增加土壤修复剂的生产成本；催化剂的用量低于0.1％的用量影响全功能生物基土壤修复剂的综合功效。较好的，催化剂的用量优选0.2～0.5％之间。

根据上述试验结果本发明方法催化剂用量为生物质干重重量的0.1～10％。

根据上述试验结果本发明方法催化剂优选用量为生物质干重重量的0.2～0.5％。

全功能生物基土壤修复剂的制备过程中，需要将混合物快速粉碎混合均匀，只要能够达到这个要求的粉碎方法即可使用，本发明方法中粉碎方法为挤压-剪切粉碎、劈裂粉碎、冲击粉碎或球磨粉碎等。

根据本发明的还有一方面，提供了一种全功能生物基土壤修复剂，该全功能生物基土壤修复剂为使用上述任意方法制备所得。该全功能生物基土壤修复剂使用生物质原料来源广泛价格低廉。

本发明制备得到的全功能生物基土壤修复剂是灰白色粘稠糊状、冷却到室温后时灰白色固体产品。因反应程度的不同，全功能生物基土壤修复剂固体约有38-87％的重量百分比可以溶解在二甲基亚砜(DMSO)中。产品溶解在二甲基亚砜中测试得到的液质谱(LC-MS)谱图显示，全功能生物基土壤修复剂是一个混合物，这个混合物的分子量介于114～1200之间(见附图1，以松木屑(松木锯末)为原料制备得到的全功能生物基土壤修复剂)，全功能生物基土壤修复剂的液质谱(LC-MS)图谱完全不同于所使用的生物质的液质谱(LC-MS)。生物质本身室温下不溶于二甲基亚砜，且生物质本身是高分子聚合物，包括纤维素、半纤维素、木质素等。

根据本发明的另一些方面，提供了全功能生物基土壤修复剂用途，全功能生物基土壤修复剂用于污染土壤的原位修复。本发明的全功能生物基土壤修复剂可以直接和污染土壤混合实现污染土壤的原位修复。

根据本发明的另一些方面，提供了全功能生物基土壤修复剂用途，本发明的全功能生物基土壤修复剂还可以同微生物一起联合使用，用于修复污染土壤。

附图说明

图1.为本发明一实施例以松木锯末为原料制备得到的可溶于DMSO组分的LCMS图；

图2.为本发明一实施例用氧化镁替代氧化钙转化松木锯末得到的可溶于DMSO组分的LCMS图；

图3.为本发明一实施例以麦秸为原料制备得到的土壤修复剂可溶于DMSO组分的LCMS图；

图4.为本发明一实施例所用的装土壤的木制容器示意图。

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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：全功能生物基土壤修复剂的制备

1-1在一个能打碎冻肉和鸡骨头的料理机内，加入刚刚锯木得到的湿润的松木锯末(含水量28％，干基纤维素含量59％，半纤维素含量20％，木质素含量20％)50克，7.2克的化学纯氧化钙，70毫克的2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐，然后开动料理机将混合物料打碎成浆糊状，关掉料理机电源，倒出浆糊状产物并冷却到室温，得到灰白色固体全功能生物基土壤修复剂。取样测定全功能生物基土壤修复剂的DMSO溶解度，86％的全功能生物基土壤修复剂可溶解于DMSO。全功能生物基土壤修复剂的DMSO溶液用来测定它的分子组成，得到如附图1所示的LCMS谱图，显示松木锯末中的高分子聚合物被转化为分子量介于114～1200之间的有机物。

1-2使用上述1-1中相同的制备方法，但是使用精氨酸替代2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐作为催化剂，得到的全功能生物基土壤修复剂有38％的可溶解在DMSO中。对应的LCMS谱图和附图1的结果完全一致。结果显示，使用2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐作为催化剂和使用精氨酸作为催化剂得到的全功能生物基土壤修复剂组成一致，虽然DMSO可溶性物质的含量差别较大，但是溶解在DMSO中的物质一致。

1-3使用上述1-1中相同的制备方法，但是使用氧化镁替代氧化钙，得到的全功能生物基土壤修复剂有83％的可溶解在DMSO中。对应的LCMS谱图如附图2所示。结果显示，使用氧化钙和氧化镁得到的全功能生物基土壤修复剂组成基本一致，因此，下述其它实施例全部使用氧化钙。

1-4在一个能打碎冻肉和鸡骨头的料理机内，加入新收割的麦秸(含水量31％，干基纤维素含量40％，半纤维素含量26％，木质素含量22％，灰分含量7％)，预先剪碎为约0.5厘米长的小段共50克，7.2克的化学纯氧化钙，70毫克的2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐，然后开动料理机将混合物料打碎成浆糊状，关掉料理机电源，倒出浆糊状产物并冷却到室温，得到灰白色固体全功能生物基土壤修复剂。取样测定全功能生物基土壤修复剂的DMSO溶解度，73％的全功能生物基土壤修复剂可溶解于DMSO。全功能生物基土壤修复剂的DMSO溶液用来测定它的分子组成，得到如附图3所示的LCMS谱图。结果显示，不同的生物质原料，木质(松木)和草本(农作物秸秆，麦秸)，它们中的高分子聚合物都能够被转化为分子量介于114～1200之间的有机物。

1-5在一个能打碎冻肉和鸡骨头的料理机内，加入新收割的发黄的野草(含水量30％，干基纤维素含量48％，半纤维素含量20％，木质素含量19％，灰分含量21％)，预先剪碎为约0.5厘米长的小段共50克，7.2克的化学纯氧化钙，70毫克的2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐，然后开动料理机将混合物料打碎成浆糊状，关掉料理机电源，倒出浆糊状产物并冷却到室温，得到灰白色固体全功能生物基土壤修复剂。取样测定全功能生物基土壤修复剂的DMSO溶解度，55％的全功能生物基土壤修复剂可溶解于DMSO。全功能生物基土壤修复剂的DMSO溶液用来测定它的分子组成，得到类似附图3所示的LCMS谱图，显示野草中的高分子聚合物也能够被转化为分子量介于114～1200之间的有机物，并且野草的可反应组成非常类似麦秸。

1-6常见的生物质，如竹子(含水量29％，干基纤维素含量45％，半纤维素含量21％，木质素含量30％，灰分含量7％)、芦苇(含水量33％，干基纤维素含量50％，半纤维素含量21，木质素含量23％，灰分含量11％)、棉花秸秆(含水量27％，干基纤维素含量41％，半纤维素含量20％，木质素含量23％，灰分含量11％)、和玉米秸秆(含水量29％，干基纤维素含量37％，半纤维素含量25％，木质素含量19％，灰分含量9％)等，都进行了制备实验，全部都能够被用来制备全功能生物基土壤修复剂。其中，竹子得到的全功能生物基土壤修复剂，81％的重量可以溶于DMSO；芦苇得到的全功能生物基土壤修复剂，77％的重量可以溶于DMSO；棉花秸秆得到的全功能生物基土壤修复剂，73％的重量可以溶于DMSO；玉米秸秆得到的全功能生物基土壤修复剂，62％的重量可以溶于DMSO。

1-7在一个能打碎冻肉和鸡骨头的料理机内，加入刚刚锯木得到的湿润的松木锯末(含水量28％，干基纤维素含量59％，半纤维素含量20％，木质素含量20％)50克，7.2克的化学纯氧化钙，不使用任何催化剂，然后开动料理机将混合物料打碎成浆糊状，关掉料理机电源，倒出浆糊状产物并冷却到室温，得到灰白色固体物质，取样测定灰白色物质的DMSO溶解度，只有约7％的灰白色固体物质可溶解于DMSO，结果显示，没有催化剂，即使最容易反应的生物质(松木锯末)都不易反应。

实施例2.全功能生物基土壤修复剂的使用

2-1.中度污染土壤修复

pH	镉Cd	汞Hg	铅Pb	铬Cr	镍Ni	666	DDT
								6.1	1.7	2.1	155	338	96	0.39	0.67

666：六氯环己烷，为α、β、γ、δ-四种异构体之和

DDT：双对氯苯基三氯乙烷，为滴滴伊、滴滴滴、和滴滴涕三种衍生物之和

取污染土壤(污染物含量如上所示)约1立方米的体积，加入由麦秸制备得到的全功能生物基土壤修复剂5公斤，搅拌均匀后加入到如附图4所示的木制容器内(下部和四周内部有隔离网防止土壤泄漏，但是可以透水、透气，上部空)。每天浇水一次，以底部看到渗水滴停止浇水，隔5、10、20、30天取土层30厘米处的土壤测定其土壤污染物的含量，总共30天试验，平行进行共3个试验，所有数据是3次试验的平均值。

	pH	镉Cd	汞Hg	铅Pb	铬Cr	镍Ni	666	DDT
									起始	6.1	1.7	2.1	155	338	96	0.39	0.67
5天	7.6	1.5	1.9	151	319	89	0.35	0.63
									10天	7.5	1.1	1.1	98	267	75	0.24	0.37
20天	7.3	0.55	0.46	73	177	48	0.12	0.09
									30天	7.3	0.29	0.30	64	143	33	0.08	0.07

试验结束时，取样检测土壤中的益生菌，结果显示，污染土壤淀粉酶由原来的4.3mg/g提升到5.9mg/g，提高37.2％；过氧化氢酶由原来的3.7mg/g提升到6.6mg/g，提升78.3％。土壤蔗糖酶由原来的1.3mg/g提升到59.0mg/g，提升了4438％。结果显示，本发明揭示的土壤修复剂是一种全功能生物基土壤修复剂，能够将至少土壤深度30厘米以上(正常农作物根系达到的深度，超过这个深度的污染物不再影响植物生长)土壤中的污染物都降低到农用土壤含量限值以内，无论是有机污染物、还是重金属污染物，并且，大幅提升土壤中的益生菌含量。

这个结果显示，本发明揭示了一种全功能高效的土壤修复剂，并且价格低廉。原材料易得(农作物秸秆)、反应条件温和(不需要加热、不需要加压、不需要任何溶剂)、使用简单(直接和土壤混匀即可)、安全无毒(生物基产品)。

2-2.生物质粉末效果对比试验

使用实施例2-1中描述的试验方法，但是使用粉碎的麦秸秆为原料替代全功能高效的土壤修复剂，结果显示，土壤中的重金属污染物和有机物污染物，经过30天的试验，重金属污染物基本没有下降，有机污染物降低的量都不到5％；而且，土壤中的益生菌不仅没有上升，而且全部下降。这个结果说明，粉碎的生物质无法降解土壤中的污染物，并且破坏土壤中益生菌。

2-3.盐碱地土壤的改良修复

取盐碱土壤(基本理化指数如上所示)约1立方米的体积三份，分别加入由松木锯末制备得到的全功能生物基土壤修复剂0(编号C)、25公斤(编号A)、50公斤(编号B)，搅拌均匀后加入到如附图4所示的木制容器内(下部和四周内部有隔离网防止土壤泄漏，但是可以透水、透气，上部空)。每隔3天浇水一次，以底部看到渗水滴停止浇水，隔10、30、60、90天取土层30厘米处的土壤测定其土壤理化指标量，平行进行共3个试验，所有数据是3次试验的平均值。

土壤的阳离子交换量(CEC，Cation Exchange Capacity)变化

(cmol/kg)	0天	10天	30天	60天	90天
						样品C	9.53	9.55	9.57	9.63	9.77
样品A	10.1	10.5	12.3	13.6	15.1
						样品B	12.5	13.5	14.8	15.5	16.7

结果显示，只用水浇，基本上不会改变土壤的阳离子交换量；而本发明揭示的全功能生物基土壤修复剂可以有效调节盐碱土壤的阳离子交换量，全功能生物基土壤修复剂的用量多，土壤阳离子交换量升高的越多，处理后的土壤的保肥能力增加明显，在使用50公斤/1立方米土壤的条件下，90天后，土壤的CEC达到16.7cmol/kg，属于保肥能力中等偏强的土壤了。

土壤的pH变化

	0天	10天	30天	60天	90天
						样品C	10.08	10.02	9.81	9.63	9.13
样品A	9.77	9.71	9.06	8.55	7.81
						样品B	8.83	9.05	8.33	7.62	7.08

结果显示，浇水只能稍稍降低土壤pH，而本发明揭示的全功能生物基土壤修复剂可以有效降低盐碱土壤的pH值，全功能生物基土壤修复剂的用量多，土壤的pH值下降越多。在使用50公斤/1立方米土壤的条件下，90天后，土壤的pH值适宜于所有已知农作物的种植(旱地植物的适宜pH：小麦、玉米、西瓜、和番茄等是6.0-7.0，大豆是6.5-7.5，甘蔗是6.0-8.0)。

土壤的容重(g/cm3)变化

	0天	10天	30天	60天	90天
						样品C	1.58	1.56	1.55	1.53	1.53
样品A	1.33	1.29	1.26	1.23	1.21
						样品B	1.23	1.20	1.17	1.15	1.13

结果显示，浇水基本上不改变土壤的容重，而本发明揭示的全功能生物基土壤修复剂可以有效调节盐碱土壤的土质，全功能生物基土壤修复剂的用量多，土壤的容重变得越小，处理后的土壤透气透水能力增加明显，在使用50公斤/1立方米土壤的条件下，90天后，土壤观测不到板结。

90天后土壤团聚体变化(％)

结果显示，本发明揭示的全功能生物基土壤修复剂可以有效调节盐碱土壤的土质，全功能生物基土壤修复剂的用量多，土壤中0.05-1mm区间的团聚体含量越高，显示土壤释放水和养分的能力增加明显，在使用50公斤/1立方米土壤的条件下，90天后，这个含量达超过80％。

90天后土壤的交换性钠(mg/kg)和有机质含量变化(％)

	样品C	样品A	样品B
				交换性钠(mg/kg)	11.08	3.65	1.16
有机质(％)	0.43	1.87	3.33

结果显示，本发明揭示的全功能生物基土壤修复剂可以有效降低盐碱土壤的交换钠含量、并明显增加土壤有机质含量，全功能生物基土壤修复剂的用量多，土壤的交换性钠含量下降的越多，同时，土壤的有机质含量增加的越多。在使用50公斤/1立方米土壤的条件下，90天后，土壤的交换性钠含量下降到1.16mg/kg,而有机质增加到33.3g/kg，土壤成为宜耕地土壤。

对植物生长状态的影响

上述实验结束后的土壤中，种入燕麦以观察修复后土壤中植物生长情况(种植过程中不加入任何其它肥料，仅保持每7天浇水一次)。燕麦结穗转黄后收割，测量平均单株的秆重和燕麦重量。结果显示，燕麦无法在没有加入全功能生物基土壤修复剂的土壤中生长；1立方米土壤中使用25公斤全功能生物基土壤修复剂的种植，燕麦单株平均重量为秆重11.9g，得到燕麦粒平均5.9g；1立方米土壤中使用50公斤全功能生物基土壤修复剂的种植，燕麦单株平均重量为秆重25.3g，得到燕麦粒平均16.6g。

从这个实施例可以看到，我们发明成功的全功能生物基土壤修复剂，可以有效改良和修复盐碱地，对于中国80万公顷的盐碱旱田、180万公顷的盐碱化草地、和超过40万公顷的盐碱化湿地，以及世界范围内的大量闲置盐碱地，我们发明的全功能生物基土壤修复剂具备极大的应用价值和前景。

2-3重度石油污染修复

a.采集油井附近石油污染土壤，将其晒干碾碎，去除挥发性烃类和水份，石油污染土壤样品中的石油含量是30000mg/kg；

b.配制共5种样品，分别是：将步骤a的土壤中按体积比10％只加入粒径为2mm的麦秸粉末混合均匀(3A)、将步骤a的土壤中按体积比10％加入粒径为2mm的麦秸粉末和重量百分比2％的全功能土壤修复剂并混合均匀(3B)、将步骤a的土壤中按体积比10％加入粒径为2mm的麦秸粉末和重量百分比4％的全功能土壤修复剂并混合均匀(3C)、将步骤a的土壤中按体积比10％加入粒径为2mm的麦秸粉末和重量百分比4％的全功能土壤修复剂并混合均匀(3D)，调节样品含水率为20％，pH为7.5；

c.制备表面活性剂粗品：将无机盐培养基为NH₄Cl 0.776g，KH₂PO₄0.05g，K₂HPO₄0.05g，CaCl₂0.001g，MgSO₄0.01g，18Ω纯水100mL，pH 7.5，放入250mL锥形瓶中，并加入4g正十六烷，温度121℃高温灭菌20min，冷却后得到表面活性剂粗品，其溶液表面张力为25.93mN/m；

d.将铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和无色杆菌(Achromobacter sp)按体积比0.9:1混合，将混合菌液接入步骤b所得土壤体系3A、3B、3C中，接菌量为1×109个/g土壤，同时加入步骤c中得到的200mL/kg的表面活性剂粗品，再加入NH₄Cl、KH₂PO₄和K₂HPO₄作为营养液氮源和磷源，其中氮∶磷质量比为10:1(10g/kg土壤样品)。样品3D不加入微生物，其它都相同；

e.将步骤d中配好的反应体系堆成堆状，控制反应温度25℃，保持反应体系中水分含量为20％，定期搅拌通气，反应45天后取样检测，土壤石油烃含量分别为：(3A)为14550mg/kg,降解率为51.5％；(3B)为4410mg/kg,降解率为85.3％；(3C)为660mg/kg,降解率为97.8％；(3D)为18210mg/kg,降解率为39.3％。

结果显示，我们发明成功的全功能生物基土壤修复剂，对于重度石油污染的土壤具备一定的降解土壤中的石油污染物的能力(样品3D)，并且，它可以大幅促进微生物降解石油污染物(样品3B和3C)的速度。

2-4中轻度度石油污染土壤修复

取石油烃总量为2160mg/kg的中轻度石油污染土壤，按5％重量/体积比加入松木锯末为原料制备得到的全功能生物基土壤修复剂，混合均匀后，控制反应温度25℃，通过浇水保持反应体系中水分含量为20％，60天后，从表面、深度10厘米、深度20厘米、和深度30厘米处取样检测，四个土壤样品中的石油烃总量分别是403mg/kg、379mg/kg、383mg/kg、365mg/kg，全部低于农用土壤污染物含量限值。结果显示，本土壤修复剂具备原地修复中轻度石油污染土壤的能力。

上述的实施例是为了进一步说明本发明的一些优选实施例，并非全部实施例。本领域专业人员在没有进行创造性劳动的前提下做出的基于本发明的其他实施例，都属于本发明的权利保护范围。

Claims (7)

1.全功能生物基土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述全功能生物基土壤修复剂以生物质为原料制备,所述方法是以生物质为原料并通过一步催化反应制备得到，所述方法制备工艺包括以下步骤：

步骤1)将生物质和氧化钙或者氧化镁混合，然后加入催化剂，得到含有催化剂的混合物；

步骤2)在高速粉碎机或球磨机中将步骤1所述的混合物粉碎到糊状得到糊状混合物；

步骤3)冷却步骤2得到的糊状混合物到室温，制备得到目标产物全功能生物基土壤修复剂；

所述催化剂为2-磺酸-9,10-二羟基蒽的三钠盐、精氨酸钾中任一种或两种；

所述催化剂用量为生物质干重重量的0.1-10％。

2.根据权利要求1所述的全功能生物基土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述生物质是指植物。

3.根据权利要求2所述的全功能生物基土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述氧化钙或者氧化镁用量为生物质干重重量的10-28％。

4.根据权利要求1所述的全功能生物基土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述粉碎方法为挤压-剪切粉碎、劈裂粉碎、冲击粉碎或球磨粉碎。

5.根据权利要求1所述的全功能生物基土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述生物质中水分含量大于等于20％。

6.全功能生物基土壤修复剂，其特征在于，所述全功能生物基土壤修复剂为使用所述权利要求1-5任意一项所述方法制备所得。

7.全功能生物基土壤修复剂用途，其特征在于：所述全功能生物基土壤修复剂用于污染土壤的原位修复。

Images