CN109852395A - 牡蛎壳粉及其制备方法、土壤重金属钝化剂和有机肥料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牡蛎壳粉及其制备方法、土壤重金属钝化剂和有机肥料。一种牡蛎壳粉的制备方法包括以下步骤：将牡蛎壳焙烧，然后粉碎，得到牡蛎壳粉，其中，焙烧的温度为950℃～1150℃，焙烧的时间为20min～50min。按照上述牡蛎壳粉的制备方法制备得到的牡蛎壳粉能够有效钝化铅、镉等重金属，改善土壤结构，促进农作物生长。

Description

牡蛎壳粉及其制备方法、土壤重金属钝化剂和有机肥料

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别是涉及一种牡蛎壳粉及其制备方法、土壤重金属钝化剂和有机肥料。

背景技术

土壤是不可再生资源，是人类赖以生存的自然资源。土壤重金属污染是当今世界性的环境污染问题，目前已受到社会各行各业广泛关注。土壤重金属污染不但影响土壤环境质量，同时对人类健康造成不可预计的威胁。

目前修复重金属污染土壤的技术主要有化学修复法、固化修复法、生物修复法、农业生态修复法等。其中，化学修复法是向土壤中添加钝化剂，通过缓慢氧化或络合反应，使其可交换态含量降低，降低重金属污染物的生物有效性和可迁移性，进而缓解作物对其吸收强度，从而达到修复的目的。虽然传统的钝化剂能降低土壤中有效态重金属的含量，但传统的钝化剂会对重金属的钝化效率低。

发明内容

基于此，有必要提供一种钝化重金属效率高的牡蛎壳粉的制备方法。

此外，还提供一种钝化重金属效率高的牡蛎壳粉和土壤重金属钝化剂；以及还提供一种能够钝化重金属且促进农作物生长的有机肥料。

一种牡蛎壳粉的制备方法，包括以下步骤：

将牡蛎壳焙烧，然后粉碎，得到所述牡蛎壳粉，其中，所述焙烧的温度为950℃～1150℃，所述焙烧的时间为20min～50min。

上述牡蛎壳粉的制备方法制备工艺简捷，按照上述牡蛎壳粉的制备方法制备得到的牡蛎壳粉具有蜂窝海绵状微孔结构、对重金属的吸附力强，能够吸附土壤中的重金属，钝化铅、镉、铜、锌等多种重金属。与传统的土壤重金属钝化剂相比，具有较高的钝化效率；同时按照上述牡蛎壳粉的制备方法制备得到的牡蛎壳粉中仍保留有牡蛎壳中的多糖及蛋白质等有机营养物质，能够为土壤中的微生物繁殖提供营养，从而加快土壤结构的改善，促进农作物生长。

一种牡蛎壳粉，由上述牡蛎壳粉的制备方法制得。

一种土壤重金属钝化剂，所述土壤重金属钝化剂包括上述牡蛎壳粉。

在其中一个实施例中，以质量份数计，所述土壤重金属钝化剂包括80份～95份的上述牡蛎壳粉、1份～10份的有机质原料及0.2份～2份的微生物菌剂。

在其中一个实施例中，所述有机质原料中有机质的质量百分含量为40％～65％。

在其中一个实施例中，所述有机质原料包括风化煤、生化黄腐酸钾、泥炭土及褐煤中至少一种。

在其中一个实施例中，所述微生物菌剂选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌及解淀粉芽孢杆菌中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物。

在其中一个实施例中，所述微生物菌剂的有效活菌数大于或等于2亿个/克。

一种有机肥料，包括上述牡蛎壳粉或上述土壤重金属钝化剂。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一实施方式的牡蛎壳粉的制备方法，包括以下步骤：

将牡蛎壳焙烧，然后粉碎，得到牡蛎壳粉。其中，焙烧的温度为950℃～1150℃，焙烧的时间为20min～50min。

具体地，在焙烧时，通入的气流的温度恒定，通入的气流的运动方向与牡蛎壳的运动方向相逆。比如气流的方向为水平向左，而牡蛎壳的运动方向为水平向右。在通入的气流的运动方向与牡蛎壳的运动方向相逆，并且通入的气流的温度恒定时，气流在加入牡蛎壳的入口的温度较低，气流在牡蛎壳的排出口的温度较高。从而使得牡蛎壳逐步升温加热，可充分排除牡蛎壳微孔中的水分，并避免破坏微孔结构。

具体地，将牡蛎壳又烘干筒的进料口加入烘干筒中烘焙20min～50min，然后粉碎。其中，烘干筒的转速为2r/mim～5r/min，通入烘干筒的气流的温度为950℃～1150℃，气流的运动方向与烘干筒的旋转方向相逆，烘干筒的进料口的温度为100℃～120℃；烘干筒的出料口的温度为950℃～1150℃。在其中一个实施例中，通入的气流的温度为950℃～1150℃，焙烧的时间为30min～50min。优选地，焙烧的温度为1000℃或1100℃，焙烧的时间为35min、40min或50min。需要说明的是，本文的焙烧时间是指牡蛎壳加入烘干筒至排出烘干筒所持续的时间。烘焙的温度是指通入烘干筒的气流的温度。

在其中一个实施例中，转烘干筒直径1.5米，长12米，倾角1.7°～3°。

在其中一个实施例中，牡蛎壳在进料口以4t/h～6t/h流量进料。在其中一个实施例中，将烘烤后的牡蛎壳粉碎的方法为机械粉碎。进一步地，粉碎后得到的牡蛎壳粉的粒径为20目～200目。当然，根据需求，可以将牡蛎壳粉的粒径调整为其他数值。

上述牡蛎壳粉的制备方法制备工艺简捷，按照上述牡蛎壳粉的制备方法制备得到的牡蛎壳粉具有蜂窝海绵状微孔结构，对重金属的吸附力强，能够吸附土壤中的重金属，使得上述土壤重金属钝化剂能够有效钝化铅、镉、铜、锌等多种重金属，能够提高土壤重金属钝化剂的钝化效率；同时按照上述牡蛎壳粉的制备方法制备得到的牡蛎壳粉中仍保留有牡蛎壳中的多糖及蛋白质等有机营养物质，能够为土壤中的微生物繁殖提供营养，从而加快土壤结构的改善，促进农作物生长。

一实施方式的牡蛎壳粉，由上述牡蛎壳粉的制备方法制得。

上述牡蛎壳粉在制备土壤重金属钝化剂中的应用。

一实施方式的土壤重金属钝化剂，包括上述牡蛎壳粉。

上述土壤重金属钝化剂利用上述牡蛎壳粉的蜂窝海绵状微孔结构对重金属的极强吸附能力和上述牡蛎壳粉中有营养物质。一方面以牡蛎壳粉作为载体，吸附土壤中的重金属，使得上述土壤重金属钝化剂能够有效钝化铅、镉、铜、锌等多种重金属，与传统的土壤重金属钝化剂相比，具有较高的钝化效率；另一方面，为土壤中的微生物提供养分，使得土壤中的微生物能够繁殖，改善土壤结构，促进农作物生长。另外，制备牡蛎壳粉的原料牡蛎壳价格低廉，制备牡蛎壳粉的工艺简单，使得上述土壤重金属钝化剂的成本低。

在其中一个实施例中，以质量份数计，土壤重金属钝化剂包括80份～95份的上述牡蛎壳粉、1份～10份的有机质原料及0.2份～2份的微生物菌剂。

在其中一个实施例中，上述牡蛎壳粉的份数为82份～95份。优选地，上述牡蛎壳粉的份数为85份、89.2份或95份。在其中一个实施例中，上述牡蛎壳粉的粒径为20目～80目。优选地，上述牡蛎壳粉的粒径为20目～40目。

有机质原料中含有机质，能够促进微生物的生长。在其中一个实施例中，有机质原料中有机质的质量百分含量为40％～65％。优选地，有机质原料中有机质的质量百分含量为50％～65％。进一步地，有机质原料中有机质的质量百分含量为55％、60％或64％。在其中一个实施例中，有机质原料包括风化煤、生化黄腐酸钾、泥炭土及褐煤中至少一种。在其中一个实施例中，有机质原料的份数为2份～10份。优选地，有机质原料的份数为4份、5份或9份。

在其中一个实施例中，微生物菌剂选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌中的至少一种。优选地，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌中的至少两种。进一步地，微生物菌剂为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物。在其中一个实施例中，微生物菌剂的有效活菌数≥2亿个/克。优选地，微生物菌剂的有效活菌数为2亿个/克～5亿个/克。在其中一个实施例中，微生物菌剂的份数为0.2份～1份。

在其中一个实施例中，以质量份数计，上述土壤重金属钝化剂包括82份～95份的上述牡蛎壳粉、2份～10份有机质原料及0.2份～1份的微生物菌剂。

在其中一个实施例中，上述土壤重金属钝化剂的pH值为8.0～8.5.0。此时，上述土壤重金属钝化剂能够在一定程度上改变土壤的酸碱性，使土壤pH值升高，pH值的升高使得土壤中的重金属形态的变化，增强土壤固相对重金属的吸附能力，降低重金属的生物有效性，减少农作物对重金属的吸收。另外，上述土壤重金属钝化剂在酸性土壤中使用时与土壤中的氢离子作用，能够提供充足的活性钙，提高作物品质。

上述土壤重金属钝化剂中的上述牡蛎壳粉的蜂窝海绵状微孔结构还能够吸附微生物菌剂及有机质原料，使得上述土壤重金属钝化剂能够有效钝化铅、镉、铜、锌等多种重金属，与传统的土壤重金属钝化剂相比，具有较高的钝化效率；同时也能够使得微生物菌剂及有机质原料在土壤中稳定发挥作用，使得土壤具有良好的保水性、保肥性及透气性，从而改善土壤的物理结构，促进土壤中的微生物繁殖，促进农作物对土壤养分的吸收，促进农作物的生长。

上述土壤重金属钝化剂的制备方法，包括以下步骤：

将土壤重金属钝化剂的原料混合，得到土壤重金属钝化剂。其中，土壤重金属钝化剂的原料包括上述牡蛎壳粉。

在其中一个实施例中，以质量份数计，原料包括80份～95份的上述牡蛎壳粉、1份～10份的有机质原料及0.2份～2份的微生物菌剂。在其中一个实施例中，先将牡蛎壳粉与有机质原料，然后再与微生物菌剂混合，得到土壤重金属钝化剂。需要说明的是，牡蛎壳粉、有机质原料及微生物菌剂的混合顺序不限于上述，还可以是其他顺序，只要将牡蛎壳粉、有机质原料及微生物菌剂混合均匀即可。

上述土壤重金属钝化剂的制备方法步骤简捷，原料易得，利用工业化生产。

一实施方式的重金属污染土壤的修复方法，包括以下步骤：

将上述土壤重金属钝化剂与重金属污染土壤混合，其中，将上述土壤重金属钝化剂按照每亩地100kg～150kg施用。

上述重金属污染土壤的修复方法简捷易行。

一实施方式的有机肥料，包括上述牡蛎壳粉或上述土壤重金属钝化剂。

具体地，有机肥料中上述土壤重金属钝化剂的质量百分含量为20％～45％。

在其中一个实施例中，有机肥料中上述牡蛎壳粉的质量百分含量为16％～40％。

上述有机肥料的使用比例为每亩100千克～200千克。

上述有机肥料适用于重金属污染的土壤，能够有效增加重金属污染的土壤的农作物的产量。

具体实施例

以下结合具体实施例进行详细说明。以下实施例如未特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。需要说明的是，以下实施例所指的份数均为质量份数。

实施例1～7

制备牡蛎壳粉

将实施例1～7的牡蛎壳分别加入回转烘干筒内，并按照表1所对应的转速旋转各实施例的烘干筒，烘干筒内牡蛎壳的旋转方向与气流运动方向相逆。其中；各实施例的通入气流的温度、进料口的温度、出料口的温度及焙烧时间(牡蛎壳从加料口至出料口的时间)分别如表1所示。然后分别将各实施例的焙烤后的牡蛎壳机械粉碎，得到各实施例的牡蛎壳粉，各实施例的牡蛎壳粉的粒径如表1所示。

表1

实施例8～实施例18

制备土壤重金属钝化剂

(1)按照表2的份数称取实施例8～实施例18的土壤重金属钝化剂的原料。

(2)将分别将实施例8～实施例18的土壤重金属钝化剂的原料混合，得到实施例8～实施例18的土壤重金属钝化剂。具体地，先分别将各实施例的有机质原料与牡蛎壳粉混合，得各实施例的混合物。然后将各实施例的微生物菌剂与各实施例的对应的混合物混合，得到各实施例的土壤重金属钝化剂；其中，微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的混合物，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的质量比为4：1。泥炭土中有机质的质量百分含量为55％；生化黄腐酸钾中有机质的质量百分含量为60％。

表2

(3)将步骤(2)得到的各实施例的土壤重金属钝化剂分别应用于重金属污染的土壤中，其中亩用量150kg，一年两次，持续1年。然后在经过各实施例的土壤重金属钝化剂处理后的土壤中分别种植大米及菜心。收获大米及菜心，然后采用GB/T5009.268-2016分别对各实施例的土壤重金属钝化剂的重金属污染的土壤中的大米及菜心中的镉和铅残留情况，采用GB/T23739-2009分别检测施用各实施例的土壤重金属钝化剂，并种植大米及菜心后的土壤中的有效镉和有效铅。采用NY/T1377-2007检测使用各实施例的土壤重金属钝化剂后的土壤中的pH，并分别计算各实施例的土壤中的有效铅、土壤中的有效镉、果实中的铅、果实中的镉相对对照组的变化情况。其中，对照组为未经过土壤重金属钝化剂处理的重金属污染的土壤。结果如表3所示。

表3

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种牡蛎壳粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将牡蛎壳焙烧，然后粉碎，得到所述牡蛎壳粉，其中，所述焙烧的温度为950℃～1150℃，所述焙烧的时间为20min～50min。

2.一种牡蛎壳粉，其特征在于，由权利要求1所述的牡蛎壳粉的制备方法制得。

3.一种土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述土壤重金属钝化剂包括权利要求2所述的牡蛎壳粉。

4.根据权利要求3所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，以质量份数计，所述土壤重金属钝化剂包括80份～95份的所述牡蛎壳粉、1份～10份的有机质原料及0.2份～2份的微生物菌剂。

5.根据权利要求4所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述有机质原料中有机质的质量百分含量为40％～65％。

6.根据权利要求4所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述有机质原料包括风化煤、生化黄腐酸钾、泥炭土及褐煤中至少一种。

7.根据权利要求4所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌及解淀粉芽孢杆菌中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物。

9.根据权利要求4～8任一项所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，所述微生物菌剂的有效活菌数大于或等于2亿个/克。

10.一种有机肥料，其特征在于，包括权利要求2所述的牡蛎壳粉或权利要求3～9任一项所述的土壤重金属钝化剂。