本发明涉及土壤处理技术领域，具体是一种酸性土壤修复剂及其制备方法和应用。
背景技术：
植物正常生长发育有赖于良好的土壤环境。但在自然界中，植物生长的土壤往往存在着各种各样的障碍因素，限制着植物生长。酸性土壤是低ph值土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和灰化土等。酸性土壤地区降水充沛，淋溶作用强烈，盐基饱和度较低，酸度较高。酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。在酸性条件下，重金属活性大，植物有效性强，表现出比在中性或碱性条件下更大的生物毒性，因此修复非常必要。针对酸性土壤的重金属污染修复，现有技术存在修复成本高、环境风险大、修复后土壤不能用于农业生产、修复效率低等缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种酸性土壤修复剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种酸性土壤修复剂，按照重量份的原料包括：辉石15-25份、乙二胺四醋酸钠3-7份、硅藻土31-39份、二乙二醇醚13-21份、乙二醛水溶液70-80份。
作为本发明进一步的方案：所述酸性土壤修复剂，按照重量份的原料包括：辉石18-22份、乙二胺四醋酸钠4-6份、硅藻土33-37份、二乙二醇醚15-19份、乙二醛水溶液72-78份。
作为本发明进一步的方案：所述酸性土壤修复剂，按照重量份的原料包括：辉石20份、乙二胺四醋酸钠5份、硅藻土35份、二乙二醇醚17份、乙二醛水溶液75份。
一种酸性土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将二乙二醇醚与其质量12-15倍的乙醇混合，制得二乙二醇醚溶液；
2）将硅藻土与乙二醛水溶液混合，并在75-78℃的温度下搅拌处理1-1.2h，再在室温下搅拌1-1.3h，制得处理的硅藻土；
3）将辉石粉碎、过120-150目筛，然后与二乙二醇醚溶液混合，在65-68℃的温度下搅拌处理55-60min，离心分离取沉淀，然后再与处理的硅藻土混合，升温至82-85℃，并在该温度下密封搅拌处理2-2.2h，然后降温至室温，离心分离取沉淀、清洗2次后，再加入混合物料质量2-3倍的去离子水，加入乙二胺四醋酸钠，并超声处理50-60min，再在65-70℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧2-3h即得修复剂。
作为本发明进一步的方案：步骤2）中，乙二醛水溶液中乙二醛的质量含量为22-25%。
作为本发明进一步的方案：步骤2）中，搅拌速度为220-250r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤3）中，搅拌速度为180-200r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤3）中，离心速度为3000r/min，离心时间为10-20min。
作为本发明进一步的方案：步骤3）中，超声功率为600w。
本发明另一目的是提供所述修复剂在酸性土壤处理中的应用。
本发明另一目的是提供所述修复剂在土壤重金属污染处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用上述原料并采用上述工艺制得的修复剂，极大地改善了原土壤的酸性，降低重金属污染物铅锌有效态的浓度，土壤重金属污染得到有效修复。在修复重金属污染的同时，改良了土壤的性质和肥力，确保修复后的土壤能用于正常的农林业生产，并提高农作物产量。本发明原料简单、制备工艺简单，处理量大，修复成本低，产品稳定性好，适于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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
本发明实施例中，一种酸性土壤修复剂，包括以下原料：辉石15kg、乙二胺四醋酸钠3kg、硅藻土31kg、二乙二醇醚13kg、乙二醛水溶液70kg。
将二乙二醇醚与其质量12倍的乙醇混合，制得二乙二醇醚溶液。将硅藻土与乙二醛水溶液混合，并在75℃的温度下搅拌处理1h，再在室温下搅拌1h，制得处理的硅藻土，搅拌速度为220r/min；乙二醛水溶液中乙二醛的质量含量为22%。将辉石粉碎、过120目筛，然后与二乙二醇醚溶液混合，在65℃的温度下搅拌处理55min，离心分离取沉淀，其中离心速度为3000r/min，离心时间为10min，然后再与处理的硅藻土混合，升温至82℃，并在该温度下密封搅拌处理2h，然后降温至室温，离心分离取沉淀、清洗2次后，再加入混合物料质量2倍的去离子水，加入乙二胺四醋酸钠，并超声处理50min，超声功率为600w，再在65℃的温度下搅拌至干，搅拌速度为180r/min，再在400℃的温度下煅烧2h即得修复剂。
实施例2
本发明实施例中，一种酸性土壤修复剂，包括以下原料：辉石25kg、乙二胺四醋酸钠7kg、硅藻土39kg、二乙二醇醚21kg、乙二醛水溶液80kg。
将二乙二醇醚与其质量15倍的乙醇混合，制得二乙二醇醚溶液。将硅藻土与乙二醛水溶液混合，并在78℃的温度下搅拌处理1.2h，再在室温下搅拌1.3h，制得处理的硅藻土，搅拌速度为250r/min；乙二醛水溶液中乙二醛的质量含量为25%。将辉石粉碎、过150目筛，然后与二乙二醇醚溶液混合，在68℃的温度下搅拌处理60min，离心分离取沉淀，其中离心速度为3000r/min，离心时间为20min，然后再与处理的硅藻土混合，升温至85℃，并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后降温至室温，离心分离取沉淀、清洗2次后，再加入混合物料质量3倍的去离子水，加入乙二胺四醋酸钠，并超声处理60min，超声功率为600w，再在70℃的温度下搅拌至干，搅拌速度为200r/min，再在400℃的温度下煅烧3h即得修复剂。
实施例3
本发明实施例中，一种酸性土壤修复剂，包括以下原料：辉石18kg、乙二胺四醋酸钠4kg、硅藻土33kg、二乙二醇醚15kg、乙二醛水溶液72kg。
将二乙二醇醚与其质量14倍的乙醇混合，制得二乙二醇醚溶液。将硅藻土与乙二醛水溶液混合，并在78℃的温度下搅拌处理1.2h，再在室温下搅拌1.3h，制得处理的硅藻土，搅拌速度为250r/min；乙二醛水溶液中乙二醛的质量含量为25%。将辉石粉碎、过150目筛，然后与二乙二醇醚溶液混合，在66℃的温度下搅拌处理60min，离心分离取沉淀，其中离心速度为3000r/min，离心时间为20min，然后再与处理的硅藻土混合，升温至85℃，并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后降温至室温，离心分离取沉淀、清洗2次后，再加入混合物料质量3倍的去离子水，加入乙二胺四醋酸钠，并超声处理55min，超声功率为600w，再在70℃的温度下搅拌至干，搅拌速度为200r/min，再在400℃的温度下煅烧3h即得修复剂。
实施例4
本发明实施例中，一种酸性土壤修复剂，包括以下原料：辉石22kg、乙二胺四醋酸钠6kg、硅藻土37kg、二乙二醇醚19kg、乙二醛水溶液78kg。
将二乙二醇醚与其质量14倍的乙醇混合，制得二乙二醇醚溶液。将硅藻土与乙二醛水溶液混合，并在78℃的温度下搅拌处理1.2h，再在室温下搅拌1.3h，制得处理的硅藻土，搅拌速度为250r/min；乙二醛水溶液中乙二醛的质量含量为25%。将辉石粉碎、过150目筛，然后与二乙二醇醚溶液混合，在66℃的温度下搅拌处理60min，离心分离取沉淀，其中离心速度为3000r/min，离心时间为20min，然后再与处理的硅藻土混合，升温至85℃，并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后降温至室温，离心分离取沉淀、清洗2次后，再加入混合物料质量3倍的去离子水，加入乙二胺四醋酸钠，并超声处理55min，超声功率为600w，再在70℃的温度下搅拌至干，搅拌速度为200r/min，再在400℃的温度下煅烧3h即得修复剂。
实施例5
本发明实施例中，一种酸性土壤修复剂，包括以下原料：辉石20kg、乙二胺四醋酸钠5kg、硅藻土35kg、二乙二醇醚17kg、乙二醛水溶液75kg。
将二乙二醇醚与其质量14倍的乙醇混合，制得二乙二醇醚溶液。将硅藻土与乙二醛水溶液混合，并在78℃的温度下搅拌处理1.2h，再在室温下搅拌1.3h，制得处理的硅藻土，搅拌速度为250r/min；乙二醛水溶液中乙二醛的质量含量为25%。将辉石粉碎、过150目筛，然后与二乙二醇醚溶液混合，在66℃的温度下搅拌处理60min，离心分离取沉淀，其中离心速度为3000r/min，离心时间为20min，然后再与处理的硅藻土混合，升温至85℃，并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后降温至室温，离心分离取沉淀、清洗2次后，再加入混合物料质量3倍的去离子水，加入乙二胺四醋酸钠，并超声处理55min，超声功率为600w，再在70℃的温度下搅拌至干，搅拌速度为200r/min，再在400℃的温度下煅烧3h即得修复剂。
取某地酸性土壤，经检测，土壤有效态pb含量65.32mg/kg，有效态zn含量78.35mg/kg，ph值为4.45。
将本发明实施例1-5制得的修复剂分别添加进上述酸性土壤中，亩施量为25kg，20天后检测土壤。
经检测，实施例1修复剂修复后土壤ph6.85，有效态pb含量7.32mg/kg，有效态zn含量10.35mg/kg。
经检测，实施例2修复剂修复后土壤ph6.87，有效态pb含量6.89mg/kg，有效态zn含量9.53mg/kg。
经检测，实施例3修复剂修复后土壤ph6.91，有效态pb含量4.52mg/kg，有效态zn含量5.52mg/kg。
经检测，实施例4修复剂修复后土壤ph6.93，有效态pb含量3.85mg/kg，有效态zn含量3.65mg/kg。
经检测，实施例5修复剂修复后土壤ph6.95，有效态pb含量2.02mg/kg，有效态zn含量2.35mg/kg，有效态pb和有效态zn分别下降了96.9%和97.0%，水溶态pb和水溶态zn的去率均达到了99%以上。
本发明还进行对比试验，对比采用的是缺少一种或任意两种原料，其它制备工艺与实施例5一致制得的修复剂，结果对上述酸性土壤修复作用极差，ph均在5.2以下，有效态pb含量高于45.25mg/kg，有效态zn含量在53.68mg/kg以上。
还将各原料直接混合，再在70℃的温度下搅拌至干，搅拌速度为200r/min，再在400℃的温度下煅烧3h制得的修复剂作对比，结果对上述酸性土壤修复作用较差，ph在5.52，有效态pb含量40.65mg/kg，有效态zn含量在55.36mg/kg。
本发明修复过程固定了有效态重金属，减少了植物吸收重金属的可能，修复效果良好。
本发明将上述处理后的土壤种植早稻，结果发现本发明实施例1-5修复剂修复后的土壤能够提高早稻产量5-15%（相对于正常土壤产出的水稻量来说）。上述对比试验中处理后的土壤却使水稻减产30-73%。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。