本發(fā)明涉及一種土壤修復(fù)劑，具體是涉及到一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：土壤是難以再生的自然資源，是人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。酸性土壤約占世界不凍土總量的30％，它造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)且會(huì)激活重金屬離子，加劇重金屬對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染，已成為我國(guó)乃至世界農(nóng)業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)有的酸性土壤及重金屬處理方法成本高、周期長(zhǎng)、效率低，且難以從根本解決問(wèn)題，成為制約酸性土壤和重金屬污染治理的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。因此，迫切需要發(fā)展高效、便捷、綠色、低成本的修復(fù)技術(shù)。據(jù)2014年4月17日環(huán)保部和國(guó)土資源部聯(lián)合公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，我國(guó)嚴(yán)重土壤污染區(qū)就達(dá)320個(gè)，約548萬(wàn)公頃。此外，我國(guó)至少還有近3000萬(wàn)公頃的污染土地，包括接近2000萬(wàn)公頃耕地受重金屬污染，500萬(wàn)公頃土地受石油污染，200萬(wàn)公頃土地受礦區(qū)污染，5萬(wàn)公頃土地受固體廢棄堆放污染。污染土壤修復(fù)一般是通過(guò)轉(zhuǎn)移、吸附、轉(zhuǎn)化和降解土壤中的污染物，使其濃度降低到可以接受的水平，或?qū)⒂卸居泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。目前，主要修復(fù)方法包括物理分離法、溶液淋漓法、固定轉(zhuǎn)化法、電動(dòng)力法、萃取法、氧化法、還原法、土壤修復(fù)劑法及生物修復(fù)法等。但這些技術(shù)不同程度的存在成本高、修復(fù)污染單一、修復(fù)效果有待提高等一種或幾種不足。水稻秸稈生物質(zhì)炭對(duì)土壤中鎘的影響研究，農(nóng)業(yè)科技與裝備，第1期總第223期，講述由于水稻秸稈生物質(zhì)炭具有碳量高和多孔的特性，因此可提高儲(chǔ)水蓄養(yǎng)的能力，能夠保護(hù)土壤中的微生物。土壤經(jīng)過(guò)水稻秸稈生物質(zhì)炭處理后，土壤中鎘形態(tài)分布發(fā)生了顯著的變化：交換態(tài)鎘含量從83％降到了68％以下，碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量從不到11％上升到了15％，鐵錳氧化結(jié)合態(tài)含量從2％上升到9％，有機(jī)態(tài)含量從3％上升到9％，但是水稻秸稈生物質(zhì)炭對(duì)土壤中重金屬離子的去除效率顯然還不能滿足實(shí)際的需求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法的技術(shù)方案，該育秧基質(zhì)是一種天然環(huán)保的、輕型的復(fù)合納米材料，該方法設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)單。所述的一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法，其特征是由以下步驟制成：水稻秸稈生物質(zhì)炭、紫云英、改性凹凸棒土，混合均勻，并經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)混合得到微納米復(fù)合材料，即所述土壤修復(fù)劑。所述的一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法，其特征是：所述水稻秸稈生物質(zhì)炭的制備方法為，水稻秸稈經(jīng)自然風(fēng)干干燥后經(jīng)切割機(jī)進(jìn)行切割處理，處理后的水稻秸稈原料長(zhǎng)度小于2.5cm,含水率控制在小于18％。經(jīng)生物質(zhì)炭化系統(tǒng)在缺氧條件下400-600℃熱解生物質(zhì)材料，得到水稻秸稈生物質(zhì)炭，將水稻秸稈生物質(zhì)炭經(jīng)振動(dòng)磨粉碎成粒徑小于100μm的粉末。所述的一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法，其特征是：所述的紫云英為取新鮮收取的紫云英進(jìn)行風(fēng)干脫水處理，使紫云英含水量達(dá)到25-35％，后經(jīng)烘箱烘干處理控制在含水率小于10％，經(jīng)球磨機(jī)粉碎成粒徑小于100μm的粉末。所述的一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法，其特征是：所述改性凹凸棒土為天然納米材料-凹凸棒土經(jīng)60-80℃烘干4-8h，于室溫下用60co放射源(湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，鈷源強(qiáng)度為9.99×1015bq)60co-γ射線進(jìn)行輻照預(yù)處理，輻照劑量率為2kgy·h-1，累積吸收劑量約為600-800kgy。本發(fā)明中涉及的各個(gè)原料均為現(xiàn)有產(chǎn)品，在市場(chǎng)上均能購(gòu)得。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水稻秸稈生物質(zhì)炭為原料的土壤修復(fù)劑及其生產(chǎn)方法，所述土壤修復(fù)劑用于去除土壤中重金屬離子和/或有機(jī)污染物(特別是多環(huán)芳烴物質(zhì))，去除率較高。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的土壤修復(fù)劑比普通堆肥產(chǎn)品或生物質(zhì)炭對(duì)土壤中重金屬離子和/或有機(jī)污染物(特別是多環(huán)芳烴物質(zhì))去除率高的原因在于：該材料不僅能固定土壤中鹽基陽(yáng)離子，提高土壤ph值，從根本上修復(fù)酸性土壤，還可以有效控制六價(jià)鉻的遷移，降低作物對(duì)六價(jià)鉻的富集，有效緩解鉻污染。該方法具有成本低、效率高、環(huán)境友好、使用方便、易加工等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1(1)水稻秸稈生物質(zhì)炭制備，水稻秸稈經(jīng)自然風(fēng)干干燥后經(jīng)切割機(jī)進(jìn)行切割處理，水稻秸稈原料長(zhǎng)度為2.5cm,含水率控制在15％。經(jīng)生物質(zhì)炭化系統(tǒng)在缺氧條件下500℃熱解，得到水稻秸稈生物質(zhì)炭，將水稻秸稈生物質(zhì)炭經(jīng)振動(dòng)磨粉碎成粒徑96μm的粉末。(2)紫云英原料制備，取新鮮收取的紫云英進(jìn)行風(fēng)干脫水處理，使紫云英含水量達(dá)到30％，后經(jīng)烘箱烘干處理控制在含水率10％，經(jīng)球磨機(jī)粉碎成粒徑90μm的粉末。(3)改性凹凸棒土制備，取天然納米材料-凹凸棒土經(jīng)70℃烘干6h，于室溫下用60co放射源(湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，鈷源強(qiáng)度為9.99×1015bq)60co-γ射線進(jìn)行輻照預(yù)處理，輻照劑量率為2kgy·h-1，累積吸收劑量約為700kgy。(4)混合包裝，將水稻秸稈生物質(zhì)炭、紫云英、改性凹凸棒土混合均勻，并經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)混合得到微納米復(fù)合材料，經(jīng)計(jì)量，包裝，即得到所述土壤修復(fù)劑。實(shí)施例2(1)水稻秸稈生物質(zhì)炭制備，水稻秸稈經(jīng)自然風(fēng)干干燥后經(jīng)切割機(jī)進(jìn)行切割處理，水稻秸稈原料長(zhǎng)度為2cm,含水率控制在18％。經(jīng)生物質(zhì)炭化系統(tǒng)在缺氧條件下400℃熱解，得到水稻秸稈生物質(zhì)炭，將水稻秸稈生物質(zhì)炭經(jīng)振動(dòng)磨粉碎成粒徑96μm的粉末。(2)紫云英原料制備，取新鮮收取的紫云英進(jìn)行風(fēng)干脫水處理，使紫云英含水量達(dá)到20％，后經(jīng)烘箱烘干處理控制在含水率9％，經(jīng)球磨機(jī)粉碎成粒徑100μm的粉末。(3)改性凹凸棒土制備，取天然納米材料-凹凸棒土經(jīng)70℃烘干6h，于室溫下用60co放射源(湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，鈷源強(qiáng)度為9.99×1015bq)60co-γ射線進(jìn)行輻照預(yù)處理，輻照劑量率為2kgy·h-1，累積吸收劑量約為800kgy。(4)混合包裝，將水稻秸稈生物質(zhì)炭、紫云英、改性凹凸棒土混合均勻，并經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)混合得到微納米復(fù)合材料，經(jīng)計(jì)量，包裝，即得到所述土壤修復(fù)劑。實(shí)施例3(1)水稻秸稈生物質(zhì)炭制備，水稻秸稈經(jīng)自然風(fēng)干干燥后經(jīng)切割機(jī)進(jìn)行切割處理，水稻秸稈原料長(zhǎng)度為3cm,含水率控制在20％。經(jīng)生物質(zhì)炭化系統(tǒng)在缺氧條件下600℃熱解，得到水稻秸稈生物質(zhì)炭，將水稻秸稈生物質(zhì)炭經(jīng)振動(dòng)磨粉碎成粒徑99μm的粉末。(2)紫云英原料制備，取新鮮收取的紫云英進(jìn)行風(fēng)干脫水處理，使紫云英含水量達(dá)到25％，后經(jīng)烘箱烘干處理控制在含水率8％，經(jīng)球磨機(jī)粉碎成粒徑89μm的粉末。(3)改性凹凸棒土制備，取天然納米材料-凹凸棒土經(jīng)80℃烘干4h，于室溫下用60co放射源(湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，鈷源強(qiáng)度為9.99×1015bq)60co-γ射線進(jìn)行輻照預(yù)處理，輻照劑量率為2kgy·h-1，累積吸收劑量約為800kgy。(4)混合包裝，將水稻秸稈生物質(zhì)炭、紫云英、改性凹凸棒土混合均勻，并經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)混合得到微納米復(fù)合材料，經(jīng)計(jì)量，包裝，即得到所述土壤修復(fù)劑。實(shí)施例4(1)水稻秸稈生物質(zhì)炭制備，水稻秸稈經(jīng)自然風(fēng)干干燥后經(jīng)切割機(jī)進(jìn)行切割處理，水稻秸稈原料長(zhǎng)度為2.7cm,含水率控制在16％。經(jīng)生物質(zhì)炭化系統(tǒng)在缺氧條件下600℃熱解，得到水稻秸稈生物質(zhì)炭，將水稻秸稈生物質(zhì)炭經(jīng)振動(dòng)磨粉碎成粒徑100μm的粉末。(2)紫云英原料制備，取新鮮收取的紫云英進(jìn)行風(fēng)干脫水處理，使紫云英含水量達(dá)到20％，后經(jīng)烘箱烘干處理控制在含水率10％，經(jīng)球磨機(jī)粉碎成粒徑90μm的粉末。(3)改性凹凸棒土制備，取天然納米材料-凹凸棒土經(jīng)60℃烘干6h，于室溫下用60co放射源(湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，鈷源強(qiáng)度為9.99×1015bq)60co-γ射線進(jìn)行輻照預(yù)處理，輻照劑量率為2kgy·h-1，累積吸收劑量約為600kgy。(4)混合包裝，將水稻秸稈生物質(zhì)炭、紫云英、改性凹凸棒土混合均勻，并經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)混合得到微納米復(fù)合材料，經(jīng)計(jì)量，包裝，即得到所述土壤修復(fù)劑。2016年供試土壤分別采自安徽南陵縣未受污染耕層土壤，所有土樣風(fēng)干后均過(guò)的尼龍篩，樣點(diǎn)及土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。表1供試土壤理化性狀供試作物為蘿卜。稱取過(guò)毫米尼龍篩的的風(fēng)干土，分別添加2個(gè)濃度：2.0、6.0mg/kg(3cdso4·8h2o,分析純)，然后按照土壤質(zhì)量的2％、4％添加不同土壤修復(fù)劑，以不添加修復(fù)劑為對(duì)照(ck)。按照土壤最大田間持水量70％的進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，每個(gè)處理3次重復(fù)。為了防止?fàn)I養(yǎng)匱乏，向土壤中按照n:p:k1.5:1.5:1.5比例施入底肥后，裝入高、直徑的缽盆中。土壤平衡1周后，將預(yù)發(fā)芽的胡蘿卜種子播種在缽盆里，每盆播種8粒，一周后定植為5株，放置在恒溫25℃的人工氣候箱進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)期間環(huán)境溫度為：光照黑暗22℃/20℃，相對(duì)濕度，光照黑暗時(shí)間為，生長(zhǎng)過(guò)程中用去離子水澆灌，保持土壤含水量為田間持水量的。植株生長(zhǎng)周后收獲。收獲后將植株分為根部和莖葉，用去離子水洗凈植株表面土壤顆粒后，在烘箱中殺青，稱量其干物質(zhì)重，研磨至目，備用；同時(shí)將盆栽土壤風(fēng)干、混勻，磨細(xì)后過(guò)尼龍篩，備用。本發(fā)明的土壤修復(fù)劑對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)實(shí)驗(yàn)。表2為本發(fā)明的土壤修復(fù)劑和一般修復(fù)劑對(duì)可提取態(tài)鎘和芘的去除率對(duì)照表，本對(duì)照試驗(yàn)中普通堆肥產(chǎn)品的生產(chǎn)控制條件及其他實(shí)驗(yàn)條件與本發(fā)明土壤修復(fù)劑相同。兩個(gè)月后取樣測(cè)定分析可提取態(tài)鎘和芘的去除率，記錄數(shù)據(jù)如表2(單位：％)：表2：本發(fā)明的土壤修復(fù)劑和一般修復(fù)劑對(duì)可提取態(tài)鎘和芘的去除率對(duì)照表普通土壤修復(fù)劑(％)本發(fā)明土壤修復(fù)劑(％)可提取態(tài)鎘32.552.3芘79.894.8雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12