JP6339703B2 - 鉄系バイオ炭材料の調製方法、及び、鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法 - Google Patents
鉄系バイオ炭材料の調製方法、及び、鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6339703B2 JP6339703B2 JP2016575236A JP2016575236A JP6339703B2 JP 6339703 B2 JP6339703 B2 JP 6339703B2 JP 2016575236 A JP2016575236 A JP 2016575236A JP 2016575236 A JP2016575236 A JP 2016575236A JP 6339703 B2 JP6339703 B2 JP 6339703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron
- bio
- soil
- temperature
- biochar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 135
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 93
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 title claims description 63
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title claims description 20
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 225
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 111
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 50
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 35
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 33
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 23
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 15
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 4
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 229960001716 benzalkonium Drugs 0.000 claims 1
- CYDRXTMLKJDRQH-UHFFFAOYSA-N benzododecinium Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 CYDRXTMLKJDRQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims 1
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 23
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 15
- APAWRDGVSNYWSL-UHFFFAOYSA-N arsenic cadmium Chemical compound [As].[Cd] APAWRDGVSNYWSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 241000208822 Lactuca Species 0.000 description 9
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 9
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 9
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 6
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 5
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 5
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- -1 Polycyclic Aromatic Compounds Chemical class 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005274 electronic transitions Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical group 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
- B01F23/41—Emulsifying
- B01F23/411—Emulsifying using electrical or magnetic fields, heat or vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/14—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
- B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
- B01J2220/485—Plants or land vegetals, e.g. cereals, wheat, corn, rice, sphagnum, peat moss
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
本発明は、土壌の重金属汚染修復分野に属し、特に、鉄系バイオ炭材料及びその調製方法、並びに、それを土壌の重金属汚染処理に用いる応用に関する。
重金属で汚染された土壌の中、ヒ素−カドミウム複合汚染の問題が最も突出しており、約六分の一の稲畑が、ある程度ヒ素−カドミウム複合汚染されていて、また、汚染面積も年々増加してきている。鉱山の開発と製錬は、土壌のヒ素−カドミウム複合汚染の主な原因となり、廃棄スラグや残り鉱石の中、通常、高濃度のヒ素またはカドミウム廃棄スラグや残り鉱石を有しているため、自然風化や雨の浸食によって、ヒ素やカドミウムが土壌に放出し、土壌がヒ素−カドミウムに酷く汚染されてしまう。カドミウムとヒ素の含有量が高すぎると、土壌の生物学的特性が徐々に変化するため、土壌の品質が低下してしまう。また、土壌において、ヒ素とカドミウムの生物遷移性と毒性が比較的に強いので、農作物に吸収や蓄積されやすくなり、直接農作物の品質と収穫量に影響を与える。また、食物連鎖を通じて、人間の健康に深刻な危害をもたらしてしまう。したがって、ヒ素−カドミウム複合汚染土壌の修復が、解決すべき大きな問題となっている。
近年、バイオ炭材料を重金属汚染の修復に用いる応用が、ますます重視されている。バイオ炭材料は、原料の供給源が広く、また、大量な微孔質構造と巨大な比表面積を有し、吸着性能が強い。その吸着挙動が、重金属の環境における遷移や変換、生物性生態影響、及び汚染される環境媒体の制御と修復などのプロセスに、影響をもたらす。バイオ炭材料の表面に、大量なカルボキシル基、ヒドロキシル基および酸無水物官能基および負電荷を含有し、大きな比表面積を有する。土壌に適用後、バイオ炭は、重金属を吸着しそれを表面に固着させ、多くの重金属の生物有害性を著しく低下せせることができ、同時に、土壌の物理、化学、及び生物特性を改善し、土壌の肥沃度と農作物の収穫量がある程度改善される。
ただし、バイオ炭材料は、土壌中のヒ素の流動性と有害性の上昇にも繋がっている。研究によれば、バイオ炭が、土壌ろ液中のカドミウム及び亜鉛の濃度を低下させることができた（それぞれ３００分の１と４５分の１に低下させた）が、ろ液中のヒ素の濃度が明らかに上がってしまい、よって、バイオ炭がヒ素の移動性を上げてしまうことが報道された。また、研究によれば、バイオ炭の添加によって、水稲の根部の微環境を改善し、根表面の鉄膜形成を促進することができて、水稲の根におけるＣｄ、Ｚｎ、及びＰｂの濃度を、それぞれ９８％、８３％、７２％下げることができたが、ヒ素の濃度が３２７％増加したと報道された。よって、如何にバイオ炭の組成と性質を改善し、ヒ素に対する吸着・固着性能を上げさせ、土壌中のカドミウムとヒ素の有害性を同時に低下させることは、挑戦すべき課題であり、同時に重大な環境意義のあるプロジェクトでもある。
一方、ゼロ価鉄は、土壌中のヒ素の有害性を低下させることができ、比較的に強い電子遷移能力と吸着能力を有する。よって、酸素の存在条件下では、電子遷移によって生物質の鉱化と鉄の酸化が促進され、そして土壌における三価のヒ素の酸化及び五価ヒ素の吸着固着が促進される。また、酸素の非存在条件下では、三価のヒ素が直接にゼロ価に還元されることは考えられる。ヒ素の生物有害性が、その価態と形態に決められ、土壌中のヒ素の酸化および吸着固着を促進することで、その有害性を低下させることができる。従って、土壌中のヒ素とカドミウムの有害性を同時に低下させるために、如何に鉄系バイオ炭複合材料を調製して、バイオ炭および零価鉄の環境に対する作用を協同させることは、重要な意義を有する。
上記の課題を解決するために、本発明は、ゼロ価鉄とバイオ炭の吸着と酸化還元特性を十分に生かして、土壌中のヒ素とカドミウムの複合汚染を同時に効率的に低下させることができる鉄系バイオ炭材料を獲得し、該材料は性能が安定していて、長期的な有効性を持っていて、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌の修復に寄与できる。
よって、本発明の一態様によれば、
（１）バイオ炭材料を調製するステップであって、生物質を乾燥し破砕した後に、加熱処理を行い、続けて３００〜８００℃までに昇温し、そして３〜１２時間温度保持したら加熱を停止し、バイオ炭材料を得ることと、
（２）鉄系とバイオ炭の混合物を調製するステップであって、鉄含有化合物を前記ステップ（１）で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させ、鉄系とバイオ炭の混合物を得、その中、炭素と鉄の質量比は、９〜５０：１であることと、
（３）バイオ炭材料を活性化させるステップであって、０．０１〜１０質量％の還元剤溶液を前記ステップ（２）で調製し得た前記混合物に添加し、攪拌しながら２〜６時間反応させ、バイオ炭活性化材料を得ることと、
（４）鉄系バイオ炭材料を調製するステップであって、乳化剤溶液を前記ステップ（３）で調製し得た前記バイオ炭活性化材料に添加し、３００℃〜８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２〜６時間反応させ、その後、冷却、乾燥、粉砕させ、鉄系バイオ炭材料を得ることと、
を含む鉄系バイオ炭材料の調製方法が提供される。
（１）バイオ炭材料を調製するステップであって、生物質を乾燥し破砕した後に、加熱処理を行い、続けて３００〜８００℃までに昇温し、そして３〜１２時間温度保持したら加熱を停止し、バイオ炭材料を得ることと、
（２）鉄系とバイオ炭の混合物を調製するステップであって、鉄含有化合物を前記ステップ（１）で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させ、鉄系とバイオ炭の混合物を得、その中、炭素と鉄の質量比は、９〜５０：１であることと、
（３）バイオ炭材料を活性化させるステップであって、０．０１〜１０質量％の還元剤溶液を前記ステップ（２）で調製し得た前記混合物に添加し、攪拌しながら２〜６時間反応させ、バイオ炭活性化材料を得ることと、
（４）鉄系バイオ炭材料を調製するステップであって、乳化剤溶液を前記ステップ（３）で調製し得た前記バイオ炭活性化材料に添加し、３００℃〜８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２〜６時間反応させ、その後、冷却、乾燥、粉砕させ、鉄系バイオ炭材料を得ることと、
を含む鉄系バイオ炭材料の調製方法が提供される。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（１）において、前記生物質は、木本植物の根、莖および葉の一種または数種であり、好ましいのは、パームともみ殻である。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（１）において、前記加熱処理は、徐々に２００℃までに加熱し、そして２時間温度を保持する。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（１）において、昇温速度５℃／分で３００℃までに昇温して１２時間温度を保持するか、または、昇温速度５℃／分で８００℃までに昇温して３時間温度を保持するか、好ましいのは、昇温速度５℃／分で５００℃までに昇温して９時間温度を保持する。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（２）において、前記鉄含有化合物は、無機または有機鉄含有化合物の１種または多種であり、好ましいのは、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄または硝酸第二鉄である。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、水素化ホウ素ナトリウム溶液、またはポリビニルピロリドン溶液である。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、０．０１〜１質量％の水素化ホウ素ナトリウム溶液であり、攪拌しながら２時間反応させる。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（４）において、前記乳化剤溶液は、トゥイーンシリーズ、斯潘シリーズ、または、ポリビニルアルコールの溶液である。
本発明の一好ましい実施態様において、前記ステップ（４）において、３００℃の温度条件下で、攪拌しながら６時間反応させるか、または８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２時間反応させる。
本発明の別の実施態様によれば、本発明の調製方法によって調製し得た鉄系バイオ材料が提供される。
本発明のさらに別の実施態様によれば、（１）前記鉄系バイオ炭材料と重金属汚染土壌の質量比が１：１０〜１：５００で、前記重金属汚染土壌に前記鉄系バイオ炭材料を適用することと、（２）前記重金属汚染土壌に対して、土壌が浸水となるように灌漑を実施することとを含む、本発明の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法が提供される。
本発明の一好ましい実施態様において、前記重金属汚染土壌は、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌である。
本発明の一好ましい実施態様において、前記鉄系バイオ炭材料と前記重金属汚染土壌の質量比は、３：１００である。
従来の土壌修復技術と比較すれば、本発明は、下記のような利点を有する。
１．本発明は、調製し得た鉄系バイオ炭材料の吸着と酸化還元性能を十分に生かして、土壌におけるヒ素とカドミウム複合汚染の生物有害性を効率的に低下させることができ、また、該材料は性能が安定していて、長期的な有効性を持っていて、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌の修復に寄与できる。
２．本発明の鉄系バイオ材料は、環境に優しい素材であり、健全な土壌中に最も含有されている土壌成分であり、また、バイオ炭は、土壌の物理、化学、及び生物特性を改善することができ、土壌のｐＨ値を調節し、土壌微生物の代謝を加速させ、土壌肥沃度を向上させることができる。よって、適用中に、目標土壌に対して、いかなる二次汚染を引き起こすことがない。
３．本発明の調製方法は、プロセスが簡単で、原料の供給源が広く、製造コストが低く、生産サイクルも短く、大規模生産に適用可能である。
１．本発明は、調製し得た鉄系バイオ炭材料の吸着と酸化還元性能を十分に生かして、土壌におけるヒ素とカドミウム複合汚染の生物有害性を効率的に低下させることができ、また、該材料は性能が安定していて、長期的な有効性を持っていて、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌の修復に寄与できる。
２．本発明の鉄系バイオ材料は、環境に優しい素材であり、健全な土壌中に最も含有されている土壌成分であり、また、バイオ炭は、土壌の物理、化学、及び生物特性を改善することができ、土壌のｐＨ値を調節し、土壌微生物の代謝を加速させ、土壌肥沃度を向上させることができる。よって、適用中に、目標土壌に対して、いかなる二次汚染を引き起こすことがない。
３．本発明の調製方法は、プロセスが簡単で、原料の供給源が広く、製造コストが低く、生産サイクルも短く、大規模生産に適用可能である。
したがって、本発明を、重金属で汚染された土壌中のヒ素とカドミウム複合汚染物の生物有害性を低下させることに適用することができる。また、土壌自身の重金属汚染を緩衝する能力を十分に利用し発揮し、鉄系バイオ炭材料を添加することによって、土壌中のヒ素とカドミウムの生物有害性を低下させ、農作物の、土壌中のヒ素とカドミウムに対する吸収を低下させることができる。よって、本発明の鉄系バイオ炭材料は、重金属汚染土壌の修復と生態安全保障に、重要な社会意義と経済意義を有する。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、それらの実施例は、ただ本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。なお、当業者にとって、本発明の要旨と原理を逸脱しない範囲において種々改良と変形が実施可能であり、それらの改良と変形は、本発明の範囲内に含まれるべきであることは、理解される。
実施例１ 鉄系バイオ材料サンプル１の調製
１．バイオ炭材料の調製
パームを乾燥して、１０ｋｇを秤量し破砕した後に、高温炉に入れて、徐々に２００℃まで加熱して、２時間温度を保持した。続いて、５℃／分の昇温速度で８００℃までにさらに昇温して、そして３時間温度を保持したら加熱を停止して、バイオ炭材料を得た。
１．バイオ炭材料の調製
パームを乾燥して、１０ｋｇを秤量し破砕した後に、高温炉に入れて、徐々に２００℃まで加熱して、２時間温度を保持した。続いて、５℃／分の昇温速度で８００℃までにさらに昇温して、そして３時間温度を保持したら加熱を停止して、バイオ炭材料を得た。
２．鉄系とバイオ炭の混合物の調製
硫酸第一鉄固体２５００ｇを秤量して、前記１で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させて、鉄系とバイオ炭の混合物を得て、その中、炭素と鉄の質量比は、９：１であって、反応時間は１時間であった。
硫酸第一鉄固体２５００ｇを秤量して、前記１で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させて、鉄系とバイオ炭の混合物を得て、その中、炭素と鉄の質量比は、９：１であって、反応時間は１時間であった。
３．バイオ炭材料の活性化
水素化ホウ素ナトリウム５００ｇを秤量して、５００ｍｌの精製水に溶解させて、１質量％の水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を得た。
１０ｍｌ／分の速度で、上記水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を徐々に上記ステップ２で調製し得た鉄系とバイオ炭の混合物を持っている高温炉に入れて、１時間内に投入完了して、攪拌しながら２時間反応させた。
水素化ホウ素ナトリウム５００ｇを秤量して、５００ｍｌの精製水に溶解させて、１質量％の水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を得た。
１０ｍｌ／分の速度で、上記水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を徐々に上記ステップ２で調製し得た鉄系とバイオ炭の混合物を持っている高温炉に入れて、１時間内に投入完了して、攪拌しながら２時間反応させた。
４．鉄系バイオ炭材料の調製
トゥイーン−８０を５０ｇ秤量して、それを均一に１０００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０５質量％のトゥイーン−８０の乳化剤溶液を得た。
上記トゥイーン−８０溶液を、１０ｍｌ／分の速度で、徐々に上記ステップ３で活性化させたバイオ炭を有する高温炉に入れて、１時間内に投入完了することとした。
そして、再び３００℃までに加熱して、該温度に６時間保持した。加熱停止後に、自然冷却、乾燥、及び粉砕を経て、鉄系バイオ炭材料を得て、サンプル１とした。
トゥイーン−８０を５０ｇ秤量して、それを均一に１０００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０５質量％のトゥイーン−８０の乳化剤溶液を得た。
上記トゥイーン−８０溶液を、１０ｍｌ／分の速度で、徐々に上記ステップ３で活性化させたバイオ炭を有する高温炉に入れて、１時間内に投入完了することとした。
そして、再び３００℃までに加熱して、該温度に６時間保持した。加熱停止後に、自然冷却、乾燥、及び粉砕を経て、鉄系バイオ炭材料を得て、サンプル１とした。
実施例２ 鉄系バイオ材料サンプル２の調製
１．バイオ炭材料の調製
パームを乾燥して、１０ｋｇを秤量し破砕した後に、高温炉に入れて、徐々に２００℃まで加熱して、２時間温度を保持した。続いて、５℃／分の昇温速度で３００℃までにさらに昇温して、そして１２時間温度を保持したら加熱を停止して、バイオ炭材料を得た。
１．バイオ炭材料の調製
パームを乾燥して、１０ｋｇを秤量し破砕した後に、高温炉に入れて、徐々に２００℃まで加熱して、２時間温度を保持した。続いて、５℃／分の昇温速度で３００℃までにさらに昇温して、そして１２時間温度を保持したら加熱を停止して、バイオ炭材料を得た。
２．鉄系とバイオ炭の混合物の調製
硝酸第二鉄固体１２５０ｇを秤量して、前記１で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させて、鉄系とバイオ炭の混合物を得て、その中、炭素と鉄の質量比は、９：１であって、反応時間は１時間であった。
硝酸第二鉄固体１２５０ｇを秤量して、前記１で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させて、鉄系とバイオ炭の混合物を得て、その中、炭素と鉄の質量比は、９：１であって、反応時間は１時間であった。
３．バイオ炭材料の活性化
水素化ホウ素ナトリウム５０ｇを秤量して、２５０ｍｌの精製水に溶解させて、０．２質量％の水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を得た。
１０ｍｌ／分の速度で、上記水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を徐々に上記ステップ２で調製し得た鉄系とバイオ炭の混合物を高温炉に入れて、１時間内に投入完了して、攪拌しながら２時間反応させた。
水素化ホウ素ナトリウム５０ｇを秤量して、２５０ｍｌの精製水に溶解させて、０．２質量％の水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を得た。
１０ｍｌ／分の速度で、上記水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を徐々に上記ステップ２で調製し得た鉄系とバイオ炭の混合物を高温炉に入れて、１時間内に投入完了して、攪拌しながら２時間反応させた。
４．鉄系バイオ炭材料の調製
トゥイーン−８０を５０ｇ秤量して、それを均一に１０００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０５質量％のトゥイーン−８０の乳化剤溶液を得た。
上記トゥイーン−８０溶液を、１０ｍｌ／分の速度で、徐々に上記ステップ３で活性化させたバイオ炭を高温炉に入れて、１時間内に投入完了することとした。
そして、再び３００℃までに加熱して、該温度に６時間保持した。加熱停止後に、自然冷却、乾燥、及び粉砕を経て、鉄系バイオ炭材料を得て、サンプル２とした。
トゥイーン−８０を５０ｇ秤量して、それを均一に１０００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０５質量％のトゥイーン−８０の乳化剤溶液を得た。
上記トゥイーン−８０溶液を、１０ｍｌ／分の速度で、徐々に上記ステップ３で活性化させたバイオ炭を高温炉に入れて、１時間内に投入完了することとした。
そして、再び３００℃までに加熱して、該温度に６時間保持した。加熱停止後に、自然冷却、乾燥、及び粉砕を経て、鉄系バイオ炭材料を得て、サンプル２とした。
実施例３ 鉄系バイオ材料サンプル３の調製
１．バイオ炭材料の調製
もみ殻を乾燥して、１０ｋｇを秤量し破砕した後に、高温炉にいれて、徐々に２００℃まで加熱して、２時間温度を保持した。続いて、５℃／分の昇温速度で５００℃までにさらに昇温して、そして９時間温度を保持したら加熱を停止して、バイオ炭材料を得た。
１．バイオ炭材料の調製
もみ殻を乾燥して、１０ｋｇを秤量し破砕した後に、高温炉にいれて、徐々に２００℃まで加熱して、２時間温度を保持した。続いて、５℃／分の昇温速度で５００℃までにさらに昇温して、そして９時間温度を保持したら加熱を停止して、バイオ炭材料を得た。
２．鉄系とバイオ炭の混合物の調製
硫酸第二鉄固体２５０ｇを秤量して、前記１で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させて、鉄系とバイオ炭の混合物を得て、その中、炭素と鉄の質量比は、５０：１であって、反応時間は１時間であった。
硫酸第二鉄固体２５０ｇを秤量して、前記１で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させて、鉄系とバイオ炭の混合物を得て、その中、炭素と鉄の質量比は、５０：１であって、反応時間は１時間であった。
３．バイオ炭材料の活性化
水素化ホウ素ナトリウム５ｇを秤量して、５００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０１質量％の水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を得た。
１０ｍｌ／分の速度で、上記水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を徐々に上記ステップ２で調製し得た鉄系とバイオ炭の混合物を高温炉に入れて、１時間内に投入完了して、攪拌しながら２時間反応させた。
水素化ホウ素ナトリウム５ｇを秤量して、５００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０１質量％の水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を得た。
１０ｍｌ／分の速度で、上記水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液を徐々に上記ステップ２で調製し得た鉄系とバイオ炭の混合物を高温炉に入れて、１時間内に投入完了して、攪拌しながら２時間反応させた。
４．鉄系バイオ炭材料の調製
トゥイーン−８０を５０ｇ秤量して、それを均一に１０００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０５質量％のトゥイーン−８０の乳化剤溶液を得た。
上記トゥイーン−８０溶液を、１０ｍｌ／分の速度で、徐々に上記ステップ３で活性化させたバイオ炭を有する高温炉に入れて、１時間内に投入完了することとした。
そして、再び８００℃までに加熱して、該温度に２時間保持した。加熱停止後に、自然冷却、乾燥、及び粉砕を経て、鉄系バイオ炭材料を得て、サンプル３とした。
トゥイーン−８０を５０ｇ秤量して、それを均一に１０００ｍｌの精製水に溶解させて、０．０５質量％のトゥイーン−８０の乳化剤溶液を得た。
上記トゥイーン−８０溶液を、１０ｍｌ／分の速度で、徐々に上記ステップ３で活性化させたバイオ炭を有する高温炉に入れて、１時間内に投入完了することとした。
そして、再び８００℃までに加熱して、該温度に２時間保持した。加熱停止後に、自然冷却、乾燥、及び粉砕を経て、鉄系バイオ炭材料を得て、サンプル３とした。
実施例４ 鉄系バイオ炭材料の特性評価と分析
上記サンプル２をＸＲＤ機器で特性評価を行って、特性評価用条件は、下記のとおりであった：ＭＳＡＬ−ＸＤ２全自動粉末Ｘ線回折装置（ターゲット：Ｃｕ、４０ｋｖ、３０ｍＡ、走査範囲：５〜８０°)。
上記サンプル２をＸＲＤ機器で特性評価を行って、特性評価用条件は、下記のとおりであった：ＭＳＡＬ−ＸＤ２全自動粉末Ｘ線回折装置（ターゲット：Ｃｕ、４０ｋｖ、３０ｍＡ、走査範囲：５〜８０°)。
また、希釈したサンプル２を、炭素膜を有する銅メッシュにドロップして、室温において乾燥させたら、Ｐｈｉｌｉｐｓ ＴＥＣＮＡＩ−１０透過型電子顕微鏡を用いて観察した（加速電圧：１００ｋｖ）。
サンプル２を導電性テープにおいて、Ｚｅｉｓｓの電界放出型走査電子顕微鏡によって材料の形態及び構造を観察して、また、サンプル２に対してＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ）を行った。
Ｘ線回折（ＸＲＤ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の評価結果から分かるように、鉄系バイオ炭材料の表面に大量の穴があって、そして、鉄粒子が、バイオ炭材料に搭載して、粒子径は約２０ｎｍであった。ＸＰＳの評価結果から分かるように、得られた材料は、炭素と鉄の元素を含有して、それ以外に、鉄系バイオ炭材料は、農作物の成長を促進することが出来る元素、例えば、カリウムや、マグネシウムなども含有していた。詳細について、図１に示した。
サンプル１−３中の炭元素、鉄元素、及びその他元素の含有量は、具体的に、表１に示した。
そして、鉄系バイオ炭材料のＸＰＳフルスペクトルを図２に示した。
そして、鉄系バイオ炭材料のＸＰＳフルスペクトルを図２に示した。
実施例５ 鉄系バイオ炭材料中の多環芳香族化合物の含有量分析
実施例２で調製し得た鉄系バイオ炭材料（サンプル２）中の多環芳香族化合物（ＰＡＨｓ）の含有量を分析した結果、表２に示したように、１６種の化合物の含有量が低かった。ＰＡＨｓは、材料が非完全燃焼の際に発生した揮発性炭化水素であって、重要な環境汚染物質であった。バイオ炭材料及び鉄系バイオ炭材料中のＰＡＨｓの全含有量は、ぞれぞれ３５μｇ／ｋｇ及び３２．６２μｇ／ｋｇであって、鉄系バイオ炭材料中のＰＡＨｓの含有量は、極めて低かった。よって、鉄系バイオ炭材料を重金属汚染土壌に応用すれば、二次汚染を引き起こす恐れがない。
実施例２で調製し得た鉄系バイオ炭材料（サンプル２）中の多環芳香族化合物（ＰＡＨｓ）の含有量を分析した結果、表２に示したように、１６種の化合物の含有量が低かった。ＰＡＨｓは、材料が非完全燃焼の際に発生した揮発性炭化水素であって、重要な環境汚染物質であった。バイオ炭材料及び鉄系バイオ炭材料中のＰＡＨｓの全含有量は、ぞれぞれ３５μｇ／ｋｇ及び３２．６２μｇ／ｋｇであって、鉄系バイオ炭材料中のＰＡＨｓの含有量は、極めて低かった。よって、鉄系バイオ炭材料を重金属汚染土壌に応用すれば、二次汚染を引き起こす恐れがない。
実施例６ 鉄系バイオ炭材料の、三価ヒ素と五価ヒ素に対する吸着実験
０．０２ｇの実施例２で調製し得た鉄系バイオ炭材料を秤量して、２０ｍｌのペニシリンボトルに入れて、該ペニシリンボトルに１ｍｌの０．１ｍｏｌ／ｌのＮａｃｌ溶液をさらに添加して、異なる容積のＡｓ（三価）またはＡｓ（五価）を量ってさらに該ペニシリンボトルにさらに入れて、ｐＨ７の超純水で容量１０ｍｌにフィクスした。そして、ペニシリンボトルを密閉して、該ペニシリンボトルを恒温振とう機（２５℃、２００ｒｐｍ／ｍｉｎ）において均一になるように振動させ、それぞれ、５分、１０分、２０分、０．５時間、１時間、１．５時間、２時間、３時間、４時間、６時間での時点でセグメントサンプリングして、溶液中のＡｓ（三価）またはＡｓ（五価）の含有量を測定した。
０．０２ｇの実施例２で調製し得た鉄系バイオ炭材料を秤量して、２０ｍｌのペニシリンボトルに入れて、該ペニシリンボトルに１ｍｌの０．１ｍｏｌ／ｌのＮａｃｌ溶液をさらに添加して、異なる容積のＡｓ（三価）またはＡｓ（五価）を量ってさらに該ペニシリンボトルにさらに入れて、ｐＨ７の超純水で容量１０ｍｌにフィクスした。そして、ペニシリンボトルを密閉して、該ペニシリンボトルを恒温振とう機（２５℃、２００ｒｐｍ／ｍｉｎ）において均一になるように振動させ、それぞれ、５分、１０分、２０分、０．５時間、１時間、１．５時間、２時間、３時間、４時間、６時間での時点でセグメントサンプリングして、溶液中のＡｓ（三価）またはＡｓ（五価）の含有量を測定した。
測定の結果は、図３及び図４に示したように、濃度５、１０、１５、２０ｍｇ／ｌの鉄系バイオ炭材料で３０ｍｉｎ処理したら、Ａｓ（五価）に対する吸着量は、それぞれ５、７．８、１１．３、１５．２ｍｇとなった。また、濃度５、１０、１５、２０ｍｇ／ｌの鉄系バイオ炭材料で３０ｍｉｎ処理したら、Ａｓ（三価）に対する吸着量は、それぞれ１、１．５、２．８、４．６ｍｇとなった。したがって、鉄系バイオ炭材料は、ヒ素に対して、比較的に強い吸着性能を持ち、また、ヒ素に対する吸着速度も速い。
実施例７ 鉄系バイオ炭材料のヒ素―カドミウム複合汚染土壌の処理に用いる応用
試験用土壌は、広東省韶関市仁化県で取れたヒ素−カドミウムで複合汚染された稲畑土壌であって、土壌を、それぞれバイオ炭材料、鉄系バイオ炭材料と、質量比３：１００の比率で混合し処理した。対照群は、バイオ炭材料及び鉄系バイオ炭材料が添加されていなかった稲畑土壌であった。各サンプルは、３つのサンプリングを取った。土壌が均一に混合されてから、培養用盆に入れて、発芽して白身が露出した稲種子を該培養用盆に移植して、一定の照明下に置いて、昼と夜の温度をそれぞれ２４℃と２０℃に制御して、また、浸水層の厚さを１ｃｍに保持して、各サンプルの稲米の様本を収集して、稲米中のヒ素及びカドミウムの含有量の変化を分析した。
試験用土壌は、広東省韶関市仁化県で取れたヒ素−カドミウムで複合汚染された稲畑土壌であって、土壌を、それぞれバイオ炭材料、鉄系バイオ炭材料と、質量比３：１００の比率で混合し処理した。対照群は、バイオ炭材料及び鉄系バイオ炭材料が添加されていなかった稲畑土壌であった。各サンプルは、３つのサンプリングを取った。土壌が均一に混合されてから、培養用盆に入れて、発芽して白身が露出した稲種子を該培養用盆に移植して、一定の照明下に置いて、昼と夜の温度をそれぞれ２４℃と２０℃に制御して、また、浸水層の厚さを１ｃｍに保持して、各サンプルの稲米の様本を収集して、稲米中のヒ素及びカドミウムの含有量の変化を分析した。
実験結果から分かるように、鉄系バイオ材料を重金属で汚染された稲畑に適用したら、対照群と比較すれば、稲米中のカドミウムとヒ素の含有量を、それぞれ５１．１％と２１．４％下げて、詳細は、図５に示した。
実施例８ 鉄系バイオ炭材料のヒ素−カドミウム複合汚染土壌の修復および農産品安全生産に用いる応用１
試験用土壌は、広東省佛岡県で取れたヒ素−カドミウムで複合汚染された稲畑土壌であって、土壌を、鉄系バイオ炭材料と、質量比３：１００の比率で混合し処理した。対照群は、鉄系バイオ炭材料が添加されていなかった稲畑土壌であった。各実験区は、２０平方メートルであって、各サンプルは、３つのサンプリングを取った。水稲を栽培して、土壌のｐＨ値、有効カドミウム、及び有効ヒ素の変化を分析して、また、各処理した稲米のサンプルを収集して、稲米中のヒ素及びカドミウムの含有量の変化を分析した。結果を表３に示した。
試験用土壌は、広東省佛岡県で取れたヒ素−カドミウムで複合汚染された稲畑土壌であって、土壌を、鉄系バイオ炭材料と、質量比３：１００の比率で混合し処理した。対照群は、鉄系バイオ炭材料が添加されていなかった稲畑土壌であった。各実験区は、２０平方メートルであって、各サンプルは、３つのサンプリングを取った。水稲を栽培して、土壌のｐＨ値、有効カドミウム、及び有効ヒ素の変化を分析して、また、各処理した稲米のサンプルを収集して、稲米中のヒ素及びカドミウムの含有量の変化を分析した。結果を表３に示した。
実験結果から分かるように、鉄系バイオ炭材料を重金属で汚染された稲畑に適用したら、対照群と比較して、土壌のｐＨ値がある程度上げられて、土壌中の有効カドミウム及び有効ヒ素の含有量を、それぞれ１４．７％、１９．２％下げて、また、稲米中のカドミウム含有量及びヒ素含有量を、それぞれ５１．５％、２８．６％下げた。よって、本発明の鉄系バイオ炭材料を土壌に適用することで、土壌中の有効カドミウム及び有効ヒ素の含有量を効率的に低下させることができ、また、栽培し得た稲米中のカドミウム含有量及びヒ素を大幅に低下させることができた。
実施例９ 鉄系バイオ炭材料のヒ素−カドミウム複合汚染土壌の修復および農産品安全生産に用いる応用２
試験用土壌は、広東省白曇区鶴亭基地で取れたヒ素−カドミウムで複合汚染された土壌であった（有効ヒ素とカドミウムの含有量は、表４を参照）。
試験用土壌は、広東省白曇区鶴亭基地で取れたヒ素−カドミウムで複合汚染された土壌であった（有効ヒ素とカドミウムの含有量は、表４を参照）。
土壌を、バイオ炭材料と異なる鉄の含有量（５％、２．５％、１％）の鉄系バイオ炭材料と、質量比１００：３の比率で混合し処理した。対照群は、鉄系バイオ炭材料が添加されていなかった稲畑土壌であった。各実験区は、２０平方メートルであって、各サンプルは、３つのサンプリングを取った。レタスを栽培して、各処理したレタスのサンプルを収集して、レタス中のヒ素及びカドミウムの含有量の変化を分析して、結果を図６及び図７に示した。
実験結果から分かるように、鉄系バイオ炭材料を重金属で汚染された土壌に適用したら、対照群と比較して、鉄系バイオ炭で処理した土壌では、レタス中のヒ素とカドミウムの含有量がともにある程度低下して、また、カドミウムの濃度の下げ幅が、ヒ素の濃度の下げ幅より、大きかった。そして、鉄の含有量の増加につれて、レタス中のヒ素とカドミウムの濃度が低下する傾向があった。鉄の含有量５％、２．５％、１％の鉄系バイオ炭材料で土壌を処理したら、レタス中のカドミウムの濃度を、それぞれ２３．８％、１９．１％、２４．２％下げて、ヒ素の濃度を、それぞれ１０．５％、７．８４％、１４．８％下げた。従来のバイオ炭材料と比較すれば、鉄系バイオ炭材料を適用した場合、レタス中のヒ素とカドミウムの含有量がより大きな幅で低下した。
（付記）
（付記１）
（１）バイオ炭材料を調製するステップであって、生物質を乾燥し破砕した後に、加熱処理を行い、続けて３００〜８００℃まで昇温し、そして３〜１２時間温度を保持したら加熱を停止し、バイオ炭材料を得ることと、
（２）鉄系とバイオ炭の混合物を調製するステップであって、鉄含有化合物を前記ステップ（１）で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させ、鉄系とバイオ炭の混合物を得、その中、炭素と鉄の質量比は、９〜５０：１であることと、
（３）バイオ炭材料を活性化させるステップであって、０．０１〜１０質量％の還元剤溶液を前記ステップ（２）で調製し得た前記混合物に添加し、攪拌しながら２〜６時間反応させ、バイオ炭活性化材料を得ることと、
（４）鉄系バイオ炭材料を調製するステップであって、乳化剤溶液を前記ステップ（３）で調製し得た前記バイオ炭活性化材料に添加し、３００℃〜８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２〜６時間反応させ、その後、冷却、乾燥、粉砕させ、鉄系バイオ炭材料を得ることと、
を含むことを特徴とする鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記１）
（１）バイオ炭材料を調製するステップであって、生物質を乾燥し破砕した後に、加熱処理を行い、続けて３００〜８００℃まで昇温し、そして３〜１２時間温度を保持したら加熱を停止し、バイオ炭材料を得ることと、
（２）鉄系とバイオ炭の混合物を調製するステップであって、鉄含有化合物を前記ステップ（１）で調製し得た前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させ、鉄系とバイオ炭の混合物を得、その中、炭素と鉄の質量比は、９〜５０：１であることと、
（３）バイオ炭材料を活性化させるステップであって、０．０１〜１０質量％の還元剤溶液を前記ステップ（２）で調製し得た前記混合物に添加し、攪拌しながら２〜６時間反応させ、バイオ炭活性化材料を得ることと、
（４）鉄系バイオ炭材料を調製するステップであって、乳化剤溶液を前記ステップ（３）で調製し得た前記バイオ炭活性化材料に添加し、３００℃〜８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２〜６時間反応させ、その後、冷却、乾燥、粉砕させ、鉄系バイオ炭材料を得ることと、
を含むことを特徴とする鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記２）
前記ステップ（１）において、前記生物質は、木本植物の根、莖および葉の一種または数種であり、好ましいのは、パームともみ殻であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（１）において、前記生物質は、木本植物の根、莖および葉の一種または数種であり、好ましいのは、パームともみ殻であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記３）
前記ステップ（１）において、前記加熱処理は、徐々に２００℃までに加熱し、そして２時間温度を保持することを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（１）において、前記加熱処理は、徐々に２００℃までに加熱し、そして２時間温度を保持することを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記４）
前記ステップ（１）において、昇温速度５℃／分で３００℃までに昇温して１２時間温度を保持するか、または、昇温速度５℃／分で８００℃までに昇温して３時間温度を保持するか、好ましいのは、昇温速度５℃／分で５００℃までに昇温して９時間温度を保持することを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（１）において、昇温速度５℃／分で３００℃までに昇温して１２時間温度を保持するか、または、昇温速度５℃／分で８００℃までに昇温して３時間温度を保持するか、好ましいのは、昇温速度５℃／分で５００℃までに昇温して９時間温度を保持することを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記５）
前記ステップ（２）において、前記鉄含有化合物は、無機または有機鉄含有化合物の１種または多種であり、好ましいのは、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄または硝酸第二鉄であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（２）において、前記鉄含有化合物は、無機または有機鉄含有化合物の１種または多種であり、好ましいのは、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄または硝酸第二鉄であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記６）
前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、水素化ホウ素ナトリウム溶液、またはポリビニルピロリドン溶液であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、水素化ホウ素ナトリウム溶液、またはポリビニルピロリドン溶液であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記７）
前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、０．０１〜１質量％の水素化ホウ素ナトリウム溶液であり、攪拌しながら２時間反応させることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、０．０１〜１質量％の水素化ホウ素ナトリウム溶液であり、攪拌しながら２時間反応させることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記８）
前記ステップ（４）において、前記乳化剤溶液は、トゥイーンシリーズ、斯潘シリーズ、または、ポリビニルアルコールの溶液であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（４）において、前記乳化剤溶液は、トゥイーンシリーズ、斯潘シリーズ、または、ポリビニルアルコールの溶液であることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記９）
前記ステップ（４）において、３００℃の温度条件下で、攪拌しながら６時間反応させるか、または８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２時間反応させることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
前記ステップ（４）において、３００℃の温度条件下で、攪拌しながら６時間反応させるか、または８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２時間反応させることを特徴とする付記１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
（付記１０）
付記１乃至９のうち何れか１つに記載の調製方法によって調製し得た鉄系バイオ炭材料。
付記１乃至９のうち何れか１つに記載の調製方法によって調製し得た鉄系バイオ炭材料。
（付記１１）
（１）前記鉄系バイオ炭材料と重金属汚染土壌の質量比は１：１０〜１：５００で、前記重金属汚染土壌に前記鉄系バイオ炭材料を適用することと、
（２）前記重金属汚染土壌に対して、土壌が浸水となるように灌漑を実施することと、
を含む付記１０に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
（１）前記鉄系バイオ炭材料と重金属汚染土壌の質量比は１：１０〜１：５００で、前記重金属汚染土壌に前記鉄系バイオ炭材料を適用することと、
（２）前記重金属汚染土壌に対して、土壌が浸水となるように灌漑を実施することと、
を含む付記１０に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
（付記１２）
前記重金属汚染土壌は、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌であることを特徴とする付記１１に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
前記重金属汚染土壌は、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌であることを特徴とする付記１１に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
（付記１３）
前記鉄系バイオ炭材料と前記重金属汚染土壌の質量比は、３：１００であることを特徴とする付記１１に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
前記鉄系バイオ炭材料と前記重金属汚染土壌の質量比は、３：１００であることを特徴とする付記１１に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
Claims (15)
- （１）バイオ炭材料を調製するステップであって、生物質を乾燥し破砕した後に、加熱処理を行い、続けて３００〜８００℃まで昇温し、そして３〜１２時間温度を保持したら加熱を停止し、バイオ炭材料を得ることと、
（２）鉄系とバイオ炭の混合物を調製するステップであって、鉄含有化合物を前記ステップ（１）で調製した前記バイオ炭材料と混合し、攪拌しながら反応させ、鉄系とバイオ炭の混合物を得、その中、炭素と鉄の質量比は、９〜５０：１であることと、
（３）バイオ炭材料を活性化させるステップであって、０．０１〜１０質量％の還元剤溶液を前記ステップ（２）で調製した前記混合物に添加し、攪拌しながら２〜６時間反応させ、バイオ炭活性化材料を得ることと、
（４）鉄系バイオ炭材料を調製するステップであって、乳化剤溶液を前記ステップ（３）で調製した前記バイオ炭活性化材料に添加し、３００℃〜８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２〜６時間反応させ、その後、冷却、乾燥、粉砕させ、鉄系バイオ炭材料を得ることと、
を含むことを特徴とする鉄系バイオ炭材料の調製方法。 - 前記ステップ（１）において、前記生物質は、木本植物の根、莖および葉の一種または数種であることを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記生物質は、パームまたはもみ殻から構成されることを特徴とする請求項２に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（１）において、前記加熱処理は、徐々に２００℃まで加熱し、そして２時間温度を保持することを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（１）において、昇温速度５℃／分で３００℃まで昇温して１２時間温度を保持するか、または、昇温速度５℃／分で８００℃まで昇温して３時間温度を保持することを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（１）において、昇温速度５℃／分で５００℃まで昇温して９時間温度を保持することを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（２）において、前記鉄含有化合物は、無機または有機鉄含有化合物の１種または多種であることを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記鉄含有化合物は、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄または硝酸第二鉄から構成されることを特徴とする請求項７に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、水素化ホウ素ナトリウム溶液、またはポリビニルピロリドン溶液であることを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（３）において、前記還元剤溶液は、０．０１〜１質量％の水素化ホウ素ナトリウム溶液であり、攪拌しながら２時間反応させることを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（４）において、前記乳化剤溶液は、トゥイーン（商標）シリーズ、斯潘（商標）シリーズ、または、ポリビニルアルコールの溶液であることを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- 前記ステップ（４）において、３００℃の温度条件下で、攪拌しながら６時間反応させるか、または８００℃の温度条件下で、攪拌しながら２時間反応させることを特徴とする請求項１に記載の鉄系バイオ炭材料の調製方法。
- （１）請求項１乃至１２のうち何れか１項に記載の調製方法によって鉄系バイオ炭材料を調製することと、
（２）前記鉄系バイオ炭材料と重金属汚染土壌の質量比は１：１０〜１：５００で、前記重金属汚染土壌に前記鉄系バイオ炭材料を適用することと、
（３）前記重金属汚染土壌に対して、土壌が浸水となるように灌漑を実施することと、
を含む鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。 - 前記重金属汚染土壌は、ヒ素とカドミウムの複合汚染土壌であることを特徴とする請求項１３に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
- 前記鉄系バイオ炭材料と前記重金属汚染土壌の質量比は、３：１００であることを特徴とする請求項１３に記載の鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410538633.8 | 2014-10-13 | ||
| CN201410538633.8A CN104388094B (zh) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | 一种铁基生物炭材料、其制备工艺以及其在土壤污染治理中的应用 |
| PCT/CN2014/090307 WO2016058228A1 (zh) | 2014-10-13 | 2014-11-05 | 一种铁基生物炭材料、其制备工艺以及其在土壤污染治理中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017518879A JP2017518879A (ja) | 2017-07-13 |
| JP6339703B2 true JP6339703B2 (ja) | 2018-06-06 |
Family
ID=52606058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016575236A Active JP6339703B2 (ja) | 2014-10-13 | 2014-11-05 | 鉄系バイオ炭材料の調製方法、及び、鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10259025B2 (ja) |
| JP (1) | JP6339703B2 (ja) |
| CN (1) | CN104388094B (ja) |
| WO (1) | WO2016058228A1 (ja) |
Families Citing this family (110)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104889148B (zh) * | 2015-05-21 | 2017-04-12 | 桂林理工大学 | 重金属污染土壤/尾矿库尾砂的静态钝化吸附修复方法 |
| CN105013811B (zh) * | 2015-07-02 | 2018-11-20 | 华南师范大学 | 一种重金属铬污染土壤修复材料的制备及应用 |
| CN105062495B (zh) * | 2015-08-17 | 2018-07-13 | 深圳市铁汉生态环境股份有限公司 | 一种重金属稳定剂 |
| CN105272618A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-27 | 中国烟草总公司重庆市公司烟草科学研究所 | 土壤改良剂及其在新整理黄壤烟田土壤改良中的应用 |
| CN105733593B (zh) * | 2016-01-28 | 2019-04-26 | 中南大学 | 一种基于微生物组装合成的砷污染土壤修复固定剂及其制备和应用方法 |
| CN105733588B (zh) * | 2016-01-28 | 2019-04-26 | 中南大学 | 一种铁基生物炭材料及其制备和应用 |
| CN105524623B (zh) * | 2016-02-01 | 2017-02-22 | 广东省生态环境与土壤研究所（广东省土壤科学博物馆） | 一种缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备及使用方法 |
| CN105713619B (zh) * | 2016-03-01 | 2017-02-22 | 广东省生态环境与土壤研究所（广东省土壤科学博物馆） | 一种铁硅硫多元素复合生物炭土壤重金属调理剂的制备方法 |
| CN105670635B (zh) * | 2016-03-08 | 2019-04-30 | 华南师范大学 | 纳米Ni/Fe-生物炭复合材料的制备方法及其在原位修复多溴联苯醚污染土壤中的应用 |
| CN105838378A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-08-10 | 常州大学 | 一种铁基生物炭材料、其制备工艺生物炭以及其在土壤污染治理中的应用 |
| CN106040740A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-10-26 | 湖南农业大学 | 一种利用改良剂和淹水共同作用降低土壤镉活性的方法 |
| CN106362685A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-01 | 中南大学 | 一种用于除砷的改性生物炭材料、其制备及应用 |
| CN106623380B (zh) * | 2016-11-10 | 2020-04-21 | 广东省生态环境技术研究所 | 一种有机污染物-重金属复合污染土壤的修复方法 |
| CN106833657A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-06-13 | 中冶华天工程技术有限公司 | 复合污染土壤修复剂及施用方法 |
| CN106583422B (zh) * | 2016-12-25 | 2019-04-09 | 中南林业科技大学 | 一种固化高盐砷渣工艺 |
| CN106621167B (zh) * | 2016-12-25 | 2019-04-09 | 中南林业科技大学 | 一种电场协同稳定化处理多价态含砷废渣的工艺及系统 |
| CN106811200B (zh) * | 2017-01-13 | 2020-04-24 | 环保桥（湖南）生态环境修复有限公司 | 一种用于降低砷污染地区农作物中砷含量的复合修复剂及其制备方法 |
| CN107459992B (zh) * | 2017-08-11 | 2020-08-28 | 中南大学 | 硫基-巯基改性生物炭的制备方法及改性生物炭 |
| CN107583942A (zh) * | 2017-08-28 | 2018-01-16 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种降低重金属复合污染土壤生物有效性的方法 |
| CN107936972A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-20 | 广西博世科环保科技股份有限公司 | 一种修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂及其使用方法 |
| CN108326323A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-27 | 洛阳理工学院 | 一种稻壳碳负载纳米零价铁粒子的制备方法 |
| CN112601799A (zh) * | 2018-05-04 | 2021-04-02 | 新加坡国立大学 | 用于重金属固定化的方法和系统 |
| CN108994071A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-14 | 华中科技大学 | 一种用于土壤修复的生物炭材料及其制备方法和应用 |
| CN108772418B (zh) * | 2018-07-24 | 2020-05-15 | 中向旭曜科技有限公司 | 一种稻田土壤镉砷同步钝化剂及其制备方法与应用 |
| CN109122136B (zh) | 2018-07-24 | 2021-03-23 | 广东省科学院生态环境与土壤研究所 | 一种中轻度重金属污染土壤上稻米安全生产的方法 |
| CN110964530A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 天津大学 | 一种土壤提取剂及其制备方法和在治理镉污染土壤中的应用 |
| CN109351769A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-19 | 中国石油大学(华东) | 重金属污染土壤腐植酸绿色原位固化修复工艺 |
| CN109370607A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 中国石油大学(华东) | 气化炉渣腐植酸改性生产土壤调理剂及其土壤改良修复应用 |
| CN109626481A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-16 | 中国地质大学（武汉） | 一种铁改性生物炭修复高砷地下水的方法 |
| CN109592771B (zh) * | 2018-12-17 | 2020-10-27 | 温州大学 | 一种可处理含铬土壤的抗氧化改性纳米铁的制备方法 |
| CN109847750B (zh) * | 2019-01-17 | 2022-03-18 | 三峡大学 | 香蒲根富集铁元素的生物炭的制备方法及其应用 |
| CN109913228A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-21 | 河南大学 | 高磁性改性生物炭及其制备方法和在治理土壤重金属污染中的应用 |
| CN110003912B (zh) * | 2019-04-18 | 2020-11-24 | 江西师范大学 | 一种生物炭的改性方法以及其在土壤修复中的应用 |
| CN109913231A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-21 | 江西师范大学 | 一种新型无机-生物碳土壤钝化剂及其制备方法 |
| CN110144221B (zh) * | 2019-04-28 | 2020-09-29 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种改良剂及其制备方法和应用 |
| CN110303035B (zh) * | 2019-07-01 | 2021-12-03 | 湖南农业大学 | 一种锰改性稻壳炭修复镉砷复合污染土壤并降低稻米中镉砷的方法 |
| EP3994111B1 (en) | 2019-07-04 | 2024-05-01 | Incitec Fertilisers Operations Pty Ltd | Improved fertiliser |
| JP7316858B2 (ja) * | 2019-07-08 | 2023-07-28 | 株式会社フジタ | 二酸化炭素を貯留するシステム、水質を改善する方法、および肥料を製造する方法 |
| CN110252803B (zh) * | 2019-07-23 | 2021-04-30 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种镉污染土壤复合钝化剂及其应用 |
| CN110521537B (zh) * | 2019-09-10 | 2022-03-01 | 东北农业大学 | 一种富含腐殖质人工模拟土壤的制备方法 |
| CN110590448A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-12-20 | 刘玲侠 | 一种修复污染土质和促进植物抗逆性的制剂及其制备方法 |
| CN110607808A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-24 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 防止污染物扩散的原位阻隔卷材、制备方法及施工方法 |
| CN110898805A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-03-24 | 广东省生态环境技术研究所 | 一种类石墨烯结构生物炭负载纳米零价铁复合材料的制法及其应用 |
| CN111298770B (zh) * | 2019-12-18 | 2022-07-05 | 沈阳化工大学 | 一种同时净化有机砷与无机砷复合污染废水的方法 |
| CN111085532A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-01 | 安徽理工大学 | 一种高硫煤矸石改性生物炭修复土壤重金属的方法 |
| CN111085170B (zh) * | 2019-12-26 | 2022-10-25 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | 一种生物炭吸附材料及其应用 |
| CN111229160A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-05 | 东北农业大学 | 一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法及其应用 |
| CN111349441A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-06-30 | 绍兴市农业科学研究院 | 一种农田土壤As、Pb复合污染安全利用的方法 |
| CN111569831A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种长期稳定的生物炭-零价铁复合材料及其一步制备方法 |
| CN111573813B (zh) * | 2020-05-20 | 2022-09-27 | 上海电力大学 | 一种负载零价铁的生物炭在废水处理中的应用 |
| CN113694882B (zh) * | 2020-05-22 | 2023-03-10 | 中国环境科学研究院 | 一种体相负载零价铁生物炭材料的制备方法 |
| CN113692798B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-12-20 | 中国环境科学研究院 | 一种土壤养分优化调控技术方法 |
| CN113694881B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-12-30 | 中国环境科学研究院 | 一种废弃生物质制备零价铁负载生物炭材料的方法 |
| CN113714269A (zh) * | 2020-05-24 | 2021-11-30 | 中国环境科学研究院 | 一种土壤养分优化调控技术方法 |
| CN113714273B (zh) * | 2020-05-24 | 2022-10-25 | 中国环境科学研究院 | 一种土壤石油烃污染的快速修复装置和修复方法 |
| CN112093789A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-12-18 | 广东省农业科学院茶叶研究所 | 一种基于茶园废弃物制备生物炭的方法和生物炭 |
| CN112028713A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-04 | 湖南亿康环保科技有限公司 | 一种治理土壤砷污染的钝化剂及治理方法 |
| CN111940495B (zh) * | 2020-09-23 | 2022-07-08 | 福建龙净环保股份有限公司 | 一种重金属污染土壤的处理方法 |
| CN112354532B (zh) * | 2020-10-27 | 2023-06-20 | 东北农业大学 | 一种负载零价铁的生物炭材料的制备方法及其应用 |
| CN114433610B (zh) * | 2020-10-30 | 2023-04-28 | 中国环境科学研究院 | 一种复合性污染地域的水土共同治理方法 |
| CN112573611A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-30 | 仲恺农业工程学院 | 一种中药渣生物炭铁基修复水体重金属污染的方法和应用 |
| CN112514768B (zh) * | 2020-11-16 | 2023-04-07 | 湖北三峡职业技术学院 | 土壤微生物燃料电池减少水稻吸收土壤重金属的方法 |
| CN112828027A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-25 | 北京大学 | 一种重金属污染土壤原位调理阻控及长效修复的方法 |
| CN113244883A (zh) * | 2021-01-23 | 2021-08-13 | 中国环境科学研究院 | 一种蓝藻改性生物炭负载纳米零价铁系材料的制备方法与应用 |
| CN114804972B (zh) * | 2021-01-27 | 2023-08-01 | 中国环境科学研究院 | 生物炭协同土壤腐殖质调控重金属活性的方法 |
| CN112980446B (zh) * | 2021-02-05 | 2021-11-02 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 一种同步固载镉和砷的铁改性蛋壳生物炭制备工艺及应用 |
| CN113070029B (zh) * | 2021-03-22 | 2022-07-26 | 广东省科学院生态环境与土壤研究所 | 一种磁性多孔炭材料及其制备方法和应用 |
| CN113070028B (zh) * | 2021-03-22 | 2022-07-05 | 广东省科学院生态环境与土壤研究所 | 一种铁炭复合材料及其制备方法和应用 |
| CN113118200A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-16 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种在土壤冻融过程中降低镉生物有效性的方法 |
| CN113151981B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-04-01 | 南通大学 | 一种饮水除砷膜及其制备方法 |
| CN113426449A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-24 | 中南大学 | 一种基于热和钴络合物改性的高活化生物炭的制备及应用 |
| CN113857231A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-31 | 广东工业大学 | 一种铁基生物炭吸波材料的制备及微波协同修复汞污染土壤的方法 |
| CN113664032B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-01-10 | 郑州轻工业大学 | 一种混合生物炭的重金属污染土壤修复方法 |
| CN113717732B (zh) * | 2021-08-23 | 2022-09-06 | 中国矿业大学 | 一种焦化工业棕地修复剂、制备方法及修复方法 |
| CN113751491B (zh) * | 2021-09-07 | 2022-07-26 | 南京大学 | 一种农用地砷镉复合污染土壤的钝化修复方法 |
| CN114011860A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-02-08 | 新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院 | 一种干旱区土壤Cd污染修复剂的应用效果检测方法 |
| CN114259984A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-04-01 | 上海市环境科学研究院 | 碱改性生物炭负载零价铁复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114146684A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-08 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法 |
| CN114196408B (zh) * | 2021-12-01 | 2024-04-19 | 重庆工商大学 | 一种砷污染耕地稳定剂、制备方法及其应用 |
| CN114309029A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-04-12 | 华南理工大学 | 一种改性生物炭协同原尾虫修复污染土壤的方法及其应用 |
| CN114210309B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-06-16 | 浙江省海洋水产研究所 | 一种生物炭修复剂及其在海洋重金属污染中的应用 |
| CN114212871B (zh) * | 2021-12-15 | 2022-09-23 | 南京大学 | 一种促进生物质炭氧化砷的方法 |
| CN114316991B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-09-03 | 北京润鸣环境科技有限公司 | 一种铁锰复合碳纤维材料、其制备方法及土壤修复方法 |
| CN114316993A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-12 | 刘金梅 | 一种土壤污染修复剂及其修复方法 |
| CN114558417B (zh) * | 2022-02-18 | 2024-06-07 | 湖南农业大学 | 一种稻田温室气体的减排方法 |
| CN114524491A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 华中科技大学 | 一种基于污泥富铁生物炭的复合铁碳填料及制备与应用 |
| CN114602427A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-10 | 辽宁大学 | 一种废弃水稻秸秆改性生物炭及其制备方法和在去除废水中砷的应用 |
| CN114958382B (zh) * | 2022-03-17 | 2023-11-10 | 中南大学 | 一种碳基土壤固化材料及其制备和在重金属污染土壤修复中的应用 |
| CN114797746A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-29 | 上海大学 | 球磨改性生物炭负载零价铁复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114669268A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-06-28 | 明正鹏达(天津)环保科技有限公司 | 一种生物炭-钢渣复合吸附材料制备方法及其应用 |
| CN114749148B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-10-27 | 中南大学 | 一种复合改性香蕉皮生物炭及其制备方法和应用 |
| CN115970755B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-01-23 | 南开大学 | Cmc改性生物炭负载铁材料、制备方法及在水体/土壤多环芳烃污染治理方面的应用 |
| CN114735825B (zh) * | 2022-05-07 | 2023-09-22 | 河海大学 | 一种负载混合价氧化铁的生物炭、制备方法及其应用 |
| CN114891511A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-12 | 西南大学 | 一种铁改性酒糟生物炭负载纳米TiO2材料的制备方法及应用 |
| CN115121223B (zh) * | 2022-06-06 | 2023-07-07 | 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心) | 高镉生物炭基吸附剂及其制备方法 |
| CN115011352B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-12-19 | 中电建生态环境集团有限公司 | 一种有机物-重金属复合污染土壤的铁碳基修复材料及其制备方法和使用方法 |
| CN115338242B (zh) * | 2022-08-16 | 2023-05-30 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法 |
| CN115400725A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-29 | 中南大学 | 一种多孔黏土基改性生物炭复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115446104A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-09 | 南方科技大学 | 一种用于修复后场地化学阻控层的组合物、制备方法及其应用 |
| CN115430401B (zh) * | 2022-09-23 | 2023-06-23 | 中山大学 | 一种同时具有固碳和减污作用的硫掺杂生物炭及其制备方法与应用 |
| CN115582096B (zh) * | 2022-10-11 | 2024-06-14 | 福建师范大学 | 一种碳掺杂纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115672292A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-02-03 | 农业农村部规划设计研究院 | 一种能减少堆肥氨气排放的Fe-MOFs@生物炭复合材料制备及使用方法 |
| CN115856254B (zh) * | 2022-11-16 | 2024-08-13 | 北京中铁装饰工程有限公司 | 一种评价土壤重金属污染固化稳定化长效性的方法 |
| CN115591522B (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-07 | 北京建筑大学 | 一种改性秸秆-塑料共热解生物炭及其制备方法和应用 |
| CN115920844B (zh) * | 2022-12-16 | 2024-07-26 | 华侨大学 | 一种羧基功能化共价有机骨架/氨基功能化生物炭复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115869911A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-03-31 | 蚌埠学院 | 一种铁基生物炭材料、其制备方法以及其在土壤污染治理中的应用 |
| CN116078804A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-09 | 岭南现代农业科学与技术广东省实验室 | 一种控制土壤中甲基砷浓度的方法 |
| US11807548B1 (en) | 2023-04-04 | 2023-11-07 | King Faisal University | Magnetic date palm charcoal nanocomposites and synthesis thereof |
| CN116514096B (zh) | 2023-04-21 | 2023-11-17 | 广东省科学院生态环境与土壤研究所 | 一种炭基微生物电子分流器材料及其制备方法和应用 |
| CN116850946B (zh) * | 2023-07-19 | 2024-09-06 | 浙江科技学院 | 一种炭基负载型纳米铁吸附材料的绿色制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070022839A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Changzai Chi | Syntheses and applications of nano-sized iron particles |
| JP5070254B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2012-11-07 | 株式会社アオヤマエコシステム | 水処理用炭−金属複合体及び炭−金属複合体用成型体 |
| GB2487760B (en) | 2011-02-03 | 2015-11-18 | Univ Surrey | Composite adsorbent material |
| US9809502B2 (en) * | 2011-06-06 | 2017-11-07 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Enhanced Biochar |
| WO2013126477A1 (en) | 2012-02-22 | 2013-08-29 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Biochar/metal composites, methods of making biochar/metal composites, and methods of removing contaminants from water |
| CN103130337A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-06-05 | 清华大学 | 一种应用生物炭在农村面源污染除氮的方法 |
| CN103464101B (zh) * | 2013-09-09 | 2015-08-26 | 中南大学 | 一种修复过重金属污染土壤的植物芦竹资源化利用的方法 |
| CN103801261B (zh) * | 2013-11-14 | 2016-02-03 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 吸附材料及其制备方法和应用 |
-
2014
- 2014-10-13 CN CN201410538633.8A patent/CN104388094B/zh active Active
- 2014-11-05 WO PCT/CN2014/090307 patent/WO2016058228A1/zh active Application Filing
- 2014-11-05 JP JP2016575236A patent/JP6339703B2/ja active Active
- 2014-11-05 US US15/518,180 patent/US10259025B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20170282229A1 (en) | 2017-10-05 |
| US10259025B2 (en) | 2019-04-16 |
| CN104388094A (zh) | 2015-03-04 |
| CN104388094B (zh) | 2017-04-05 |
| JP2017518879A (ja) | 2017-07-13 |
| WO2016058228A1 (zh) | 2016-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6339703B2 (ja) | 鉄系バイオ炭材料の調製方法、及び、鉄系バイオ炭材料の土壌重金属汚染処理に用いる方法 | |
| Chen et al. | The mechanism of cadmium sorption by sulphur-modified wheat straw biochar and its application cadmium-contaminated soil | |
| JP6473273B2 (ja) | 鉄−シリコン−硫黄の多元素複合生物活性炭である重金属土壌調整剤の調製方法 | |
| CN106978185A (zh) | 一种重金属污染土壤修复调理剂及其应用 | |
| Lei et al. | Remediation of lead polluted soil by active silicate material prepared from coal fly ash | |
| Xiao et al. | Characteristics and phytotoxicity assay of biochars derived from a Zn-rich antibiotic residue | |
| CN110586030B (zh) | 一种热量循环利用的吸附固定土壤镉铜的改性生物炭的制备方法 | |
| CN115125017A (zh) | 一种碱熔粉煤灰-秸秆共热解制备生物炭的方法及其应用 | |
| CN109821501A (zh) | 一种改性生物炭及其制备方法和应用 | |
| CN110369486B (zh) | 一种修复重金属污染水体和土壤的巯基化生物炭的制备与应用 | |
| Derakhshan-Nejad et al. | Remediation of multi-metal contaminated soil using biochars from rice husk and maple leaves | |
| Gao et al. | Effects and mechanism on cadmium adsorption removal by CaCl2-modified biochar from selenium-rich straw | |
| CN112691639A (zh) | 秸秆及木质素制备生物炭及其在重金属污染治理的应用 | |
| CN112795383A (zh) | 一种多种重金属复合污染土壤修复剂及其应用方法 | |
| Zhang et al. | Study on principles and mechanisms of new biochar passivation of cadmium in soil | |
| Meng et al. | Comparative study on the characteristics and environmental risk of potentially toxic elements in biochar obtained via pyrolysis of swine manure at lab and pilot scales | |
| Wang et al. | The mechanism of Cu2+ sorption by rice straw biochar and its sorption–desorption capacity to Cu2+ in soil | |
| CN114832778A (zh) | 用于吸附砷的柚子皮生物炭及其制备方法和应用 | |
| Zhao et al. | Performance of red mud/biochar composite material (RMBC) as heavy metal passivator in Pb-contaminated soil | |
| CN106833651A (zh) | 活性麦饭石土壤重金属离子吸附钝化剂及其制备方法 | |
| Jiang et al. | Regulation of rhizosphere microenvironment by rice husk ash for reducing the accumulation of cadmium and arsenic in rice | |
| CN112774625B (zh) | 氧化锆掺杂磁性高表面活性炭复合材料、制备方法及应用 | |
| Ding et al. | Highly effective adsorption and passivation of Cd from wastewater and soil by MgO-and Fe3O4-loaded biochar nanocomposites | |
| He et al. | Efficient and synergistic treatment of selenium (IV)-contaminated wastewater and mercury (II)-contaminated soil by anaerobic granular sludge: Performance and mechanisms | |
| CN111085196B (zh) | 含碳固体废弃物制备含金属单质颗粒复合光催化剂的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171024 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171128 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180508 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180510 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6339703 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |