本发明涉及一种基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料及其制备方法，属于农业土壤治理修复技术领域。
背景技术：
土壤是人类赖以生存的基础保证，土壤的质量不仅影响着农作物的品质，也影响着人们的健康和对其可持续利用的价值。当前我国耕地土壤质量问题日益恶劣，随着淡水资源的匮乏，导致土地沙化、荒漠化，土壤养分缺失严重，水土流失、盐渍化土地的面积日益扩大，土壤污染，尤其是重金属污染严重。据报道，我国受cd、as、cr、pb等重金属严重超标污染的土地近2000hm2，约占耕地总面积的1/5；每年因重金属污染而减产的粮食多达1000万吨；因重金属污染而使农作物产品质量不符合相关卫生要求的数量更是居高不下。随着经济快速发展和城镇化速度加快，可耕作土地面积随之下降，所以研发应用高性能金属污染土壤修复材料，对退化、污染土地进行修复和再利用成为亟需关注和解决的问题。现行的土壤修复方法虽然很多，但是大多数都存在自身的局限性，甚至可能对土壤造成二次污染，危害环境，严重影响土壤的长期循环可持续使用。因此，开发天然环保、成本低廉、无二次污染、易于土壤吸收作用的修复改良材料显得尤为重要。
腐植酸是一类多相不均一结构的天然有机高分子去，其含有多种活性基团如羧基、酚羟基、醇羟基、羰基、烯醇基等，这些活性官能团能够通过络合或者螯合土壤中的铁、铝离子使其失去原有性质，从而减少对磷的固定；同时腐植酸对重金属离子cu2+、zn2+、cd2+、pb2+具有强烈的吸附作用从而固化重金属离子抑制其迁移。是一种天然无污染的理想土壤改良材料，但腐植酸未经过完全发酵的腐殖质含有大分子聚合物，短时间内很难被微生物降解，故在其使用中很容易对加重土壤次生盐碱化程度。木醋液是木炭加工剩余物在碳化或者干馏的过程中产生的烟气经冷凝回收分离后获得的有机混合物，属于工业废弃物主要成分为有机酸，木醋液的添加使得生物质炭粉比表面积以及孔隙率增加，吸附土壤中的重金属离子促使其转变为有机结合态，通过降低重金属的迁移能力从而钝化重金属，达到修复重金属污染土壤的功效。同时木醋液可以促进腐殖质的发酵并被土壤微生物吞噬降解，从而有效遏制过多腐殖质产生的次生盐碱化问题。
综上所述，腐植酸和木醋液不仅能够固化土壤中的重金属离子，修复重金属污染，同时木醋液能够促进腐植酸腐殖化程度，既提高了腐植酸抑制和减少重金属污染的效用性，也在很大程度上减少了未发酵腐殖质对土壤造成的次生盐碱化问题，所以本发明所述土壤修复材料通过腐植酸和木醋液的高效协同作用，获得了1+1>2的效果，对重金属污染土地的修复具有深远的意义。
技术实现要素：
本发明采取技术方案如下：
以生物质炭粉、腐植酸、木醋液为主要原料，其质量分数分别为：生物炭粉30-60质量份，腐植酸10-40质量份，木醋液15-35质量份，还包括微量元素0.2-3质量份。
所述生物质炭粉为木材、稻草、锯末或者农作物废弃物在缺氧的环境下燃烧，通过炭化技术制得；所述腐植酸为煤质腐植酸，以褐煤、泥炭和风化煤等为主要原料制备；所述木醋液为木炭制造工艺产生的废弃液经简单蒸馏而获得。
微量元素钼酸钠、钼酸铵、硝酸铵钙、硫酸亚铁和硫酸锌中的一种或多种。
基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：
（1）按一定比例取权利要求1所述生物炭粉与腐植酸混合，充分碾压粉碎，烘干待用。
（2）向烘干的物料中按一定的比例添加权利要求1所述木醋液和含微量元素溶液，并充分搅拌均匀。
（3）将混合物风干制成颗粒，在经过过筛，即得到基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料。
所述一种基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料，其特征在于：腐植酸和木醋液不仅能够固化土壤中的重金属离子，修复重金属污染；同时木醋液促进腐植酸腐殖化程度，既提高了腐植酸抑制和减少重金属污染的效用性，也在很大程度上减少了未发酵腐殖质对土壤造成的次生盐碱化问题，所以本发明所述土壤修复材料通过腐植酸和木醋液的高效协同作用，获得了1+1>2的效果。腐植酸与木醋液的高效协同作用使得该材料在重金属污染土壤的次生盐碱化土地的修复中表现出优异的性能，且容易被土壤接受，提升土壤稳定性。
本发明的有益效果：
本发明的目的在于提供一种以生物炭、腐植酸和木醋液为基本原料的重金属污染土壤修复材料及其制备方法，通过腐植酸与木醋液的高效协同作用，在不二次加剧土壤质量问题的前提下，对重金属污染退化耕地进行修复重构工作。腐植酸和木醋液不仅能够固化土壤中的重金属离子，修复重金属污染，同时木醋液能够促进腐植酸腐殖化程度，既提高了腐植酸抑制和减少重金属污染的效用性，也在很大程度上减少了未发酵腐殖质对土壤造成的次生盐碱化问题，所以本发明所述土壤修复材料通过腐植酸和木醋液的高效协同作用，获得了1+1>2的效果，对重金属污染土地的修复具有深远的意义。
本发明利用工农业废弃物回收再利用，开发了基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料，其中腐植酸与木醋液的高效协同作用使得该材料在重金属污染土壤的次生盐碱化土地的修复中表现出优异的性能，且容易被土壤接受，提升土壤稳定性。同时本发明所述修复材料成本低廉，废弃物重复利用充分贯彻落实了可持续发展和构建节约型社会理念。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，以下是对本发明的解释而不是限定。以生物质炭粉、腐植酸、木醋液为主要原料，其质量分数分别为：生物炭粉30-60质量份，腐植酸10-40质量份，木醋液15-35质量份，还包括微量元素0.2-3质量份。
所述生物质炭粉为木材、稻草、锯末或者农作物废弃物在缺氧的环境下燃烧，通过炭化技术制得；所述腐植酸为煤质腐殖酸，以褐煤、泥炭和风化煤等为主要原料制备；所述木醋液为木炭制造工艺产生的废弃液经简单蒸馏而获得。
微量元素钼酸钠、钼酸铵、硝酸铵钙、硫酸亚铁和硫酸锌中的一种或多种。
实施例一：
（1）取20克生物炭粉与10克腐植酸混合，充分碾压粉碎，烘干待用。
（2）向烘干的物料中添加10克精制木醋液与0.50克含微量元素水溶液，并充分搅拌均匀。
（3）将混合物风干制成颗粒，在经过过筛，即得到基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料。
实施例二：
（1）取30克生物炭粉与10克腐植酸混合，充分碾压粉碎，烘干待用。
（2）向烘干的物料中添加10克精制木醋液与0.50克含微量元素水溶液，并充分搅拌均匀。
（3）将混合物风干制成颗粒，在经过过筛，即得到基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料。
实施例三:
（1）取20克生物炭粉与20克腐植酸混合，充分碾压粉碎，烘干待用。
（2）向烘干的物料中添加10克精制木醋液与0.50克含微量元素水溶液，并充分搅拌均匀。
（3）将混合物风干制成颗粒，在经过过筛，即得到基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料。
实施例四:
（1）取20克生物炭粉与10克腐植酸混合，充分碾压粉碎，烘干待用。
（2）向烘干的物料中添加20克精制木醋液与0.50克含微量元素水溶液，并充分搅拌均匀。
（3）将混合物风干制成颗粒，在经过过筛，即得到基于腐植酸-木醋液重金属污染土壤修复材料。
选用重金属铅污染土和重金属镍污染土作为研究对象，利用原子吸收光谱法测得原始土壤中重金属含量分别为：152.3mg/kg(pb2+)和176.7mg/kg(ni2+)，利用酸度计测得铅、镍原始土壤ph分别为：7.50、7.50；分别使用本发明实施案例所述修复材料、以不添加腐殖酸的木醋液基修复材料及不添加木醋液的腐殖酸基修复材料为对照。加入量为5mg修复材料/50g污染土，对污染土壤样品进行修复处理测得土壤中离子态金属含量及固化率如表1、表2所示，单位为mg/kg。
固化率=（修复前水溶态重金属含量-修复后水溶态重金属含量）/修复前水溶态重金属含量×100%。
由表1和表2可以看出，本发明制备的腐植酸-木醋液土壤修复材料性能较好，符合土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准(gb15618-2018)。通过和木醋液基修复材料和腐植酸基修复材料性能对比，可以得知本发明制备修复材料中二者起到协同作用，污染修复能力优于单独使用任一材料。
综上所述，本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。