CN114907170A - 一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，包括以下配料：玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭及其尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成的营养剂。本发明通过将玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭与尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成的营养剂混合便可得到复合生物炭，再通过复合生物炭，可改善土壤结构，调节土壤pH，提高土壤通气性，为微生物提供生活空间和必需的养分，加速石油污染物降解，同时也实现了农业秸秆再利用，助力低碳减排，再复合生物炭表面具有发达的孔隙结构，增加土壤孔隙度。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体为一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法。
背景技术
在对石油污染土壤进行土壤修复时需要用到生物炭进行修复，在生物炭对土壤进行修复时无法改善石油污染土壤物理、化学和生物性质，从而无法促进微生物生长，进而降低了石油污染土壤修复效率，导致使用者在使用时需要经常的对土壤进行观察和辅助处理。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，具备可以改善石油污染土壤物理、化学和生物性质的优点，解决了生物炭改善石油污染土壤物理、化学和生物性质的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，包括以下配料：
配料步骤：玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭及其尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成的营养剂。
作为本发明优选的，所述配料步骤，玉米、水稻和马铃薯作物秸秆制备的生物炭质量比例为2:2:1，通过玉米、水稻和马铃薯作物秸秆制备的生物炭组成复合型生物炭。
作为本发明优选的，所述配料步骤，尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵的质量比例为30：25：18：5：5：5：5：5：2，使尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成复合型营养剂。
作为本发明优选的，所述配料步骤，玉米、水稻和马铃薯作物秸秆制备的生物炭与营养剂的质量比例为10:1，使生物炭与营养剂混合形成复合生物炭。
作为本发明优选的，所述配料步骤，玉米秸秆生物炭由玉米秸秆通过500℃无氧热解得到，所述水稻秸秆生物炭由水稻秸秆通过500℃无氧热解得到，所述马铃薯秸秆生物炭由马铃薯秸秆通过500℃无氧热解得到。
作为本发明优选的，所述配料步骤，按比例配制由玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭及尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵营养剂组成的复合生物炭。
作为本发明优选的，所述配料步骤，在培养室或日光温室内，将石油污染土壤过筛后按照土壤质量的8％向石油污染土壤中添加复合生物炭，通过翻土装置对土壤与复合生物炭进行混合，使石油污染土壤与复合生物炭均匀混合。
作为本发明优选的，所述配料步骤，室内温度控制在28℃，定时翻动使土体氧气充足，并翻动时用喷壶加水以保持土壤水分含量在20-50％，同时减少土壤颗粒结构破坏。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过将玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭与尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成的营养剂混合便可得到复合生物炭，再通过复合生物炭，可改善土壤结构，调节土壤pH，提高土壤通气性，为微生物提供生活空间和必需的养分，加速石油污染物降解，同时也实现了农业秸秆再利用，助力低碳减排，再复合生物炭表面具有发达的孔隙结构，增加土壤孔隙度，促进团粒结构的形成，改善土壤结构，增加土壤通气性，为微生物降解石油污染物提供了良好的环境和能源物质，利用复合生物炭修复技术，可提高石油污染土壤的修复效率，经过42天的修复，石油污染物降解率达到64.95％，较大的比表面积极大增强了对有害物质的吸附能力，促进有害物质的降解，提高石油污染土壤修复效率，为修复后土壤用于植物生长提供条件。
附图说明
图1为本发明土壤中总石油烃降解率图；
图2为本发明土壤中饱和石油烃降解率图；
图3为本发明土壤中芳香烃降解率图；
图4为本发明土壤中烷烃和芳香烃的降解率图；
图5为本发明土壤中其它组分降解率图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将玉米、水稻和马铃薯作物秸秆分别用自来水清洗干净，放到电热恒温鼓风干燥箱内烘干(设置温度为75℃)，切成0.5-1.0cm碎段，然后分别装入带盖的坩埚中，在马弗炉内加热至500℃，恒温无氧热解2小时后取出，磨碎过18目筛备用，再按照2:2:1的质量比称取玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭，混合均匀为复合生物炭A，完成后，按照30：25：18：5：5：5：5：5：2的质量比称取尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌、钼酸铵，混合均匀为营养剂B，然后按照10:1的质量将复合生物炭A与营养剂B混合均匀，复合生物炭C制备完毕，完成后，在日光温室内，将新鲜石油污染土壤过10目筛，然后按照土壤质量的8％向石油污染土壤中添加复合生物炭C，通过翻土使石油污染土壤与复合生物炭混合均匀，同时设置一组等量同质但无复合生物炭的石油污染土壤(CK)，将室内温度控制在28℃左右，定时翻动并翻动时用喷壶加水以保持土壤水分含量在30％左右，分别在21天、28天、35天和42天测定石油污染土壤中的石油污染物含量。
如图1至图5所示，可以看出，复合生物炭处理较CK(无复合生物炭)处理总石油烃及其各组分降解率均有明显提高，修复42天后复合生物炭处理土壤总石油烃降解率可达64.95％，其中复合生物炭制备材料来源广泛、资源丰富，且制备方法简单，为作物秸秆的再利用提供了可靠途径，便于利用和推广。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：包括以下配料：
配料步骤：玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭及其尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成的营养剂。
2.根据权利要求1所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，玉米、水稻和马铃薯作物秸秆制备的生物炭质量比例为2:2:1，通过玉米、水稻和马铃薯作物秸秆制备的生物炭组成复合型生物炭。
3.根据权利要求2所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵的质量比例为30：25：18：5：5：5：5：5：2，使尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵组成复合型营养剂。
4.根据权利要求3所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，玉米、水稻和马铃薯作物秸秆制备的生物炭与营养剂的质量比例为10:1，使生物炭与营养剂混合形成复合生物炭。
5.根据权利要求4所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，玉米秸秆生物炭由玉米秸秆通过500℃无氧热解得到，所述水稻秸秆生物炭由水稻秸秆通过500℃无氧热解得到，所述马铃薯秸秆生物炭由马铃薯秸秆通过500℃无氧热解得到。
6.根据权利要求5所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，按比例配制由玉米、水稻和马铃薯三种作物秸秆制备的生物炭及尿素、碳酸镁、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铜、柠檬酸锰、硝酸钴、硫酸锌和钼酸铵营养剂组成的复合生物炭。
7.根据权利要求6所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，在培养室或日光温室内，将石油污染土壤过筛后按照土壤质量的8％向石油污染土壤中添加复合生物炭，通过翻土装置对土壤与复合生物炭进行混合，使石油污染土壤与复合生物炭均匀混合。
8.根据权利要求7所述的一种复合生物炭修复石油污染土壤的方法，其特征在于：所述配料步骤，室内温度控制在28℃，定时翻动使土体氧气充足，并翻动时用喷壶加水以保持土壤水分含量在20-50％，同时减少土壤颗粒结构破坏。
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| Title |
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| 刘希涛: "《活化过硫酸盐在环境污染控制中的应用》", 31 May 2018, 中国环境科学出版社 * |
| 王艳杰等: "生物质材料与营养物配施对石油污染土壤的修复", 《农业环境科学学报》 * |
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