一种提高土壤离子交换能力的重金属修复剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高土壤离子交换能力的重金属修复剂，由下列重量份的原料制成：活性污泥36-39、硝酸铵7-9、硫酸锌2-3、糊精5-7、大豆粉12-14、去籽向日葵盘88-94、水稻秸秆32-34、高岭土15-18、碳酸钙9-11、湿地松针叶24-25、水适量；本发明的土壤修复剂解决了目前重金属污染土壤修复方法存在成本高、易造成二次污染和操作复杂的问题，采用廉价易得的有机质为原料，并通过活性污泥和生物炭中大量活性基团的作用，增加土壤的阳离子交换量，钝化重金属的有效性，提高了土壤吸持和供给可交换养分的能力，进而对污染土壤起到修复治理的目的。
【专利说明】
一种提高土壤离子交换能力的重金属修复剂
技术领域
[0001] 本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种提高土壤离子交换能力的重金属修 复剂。
【背景技术】
[0002] 我国重金属污染的来源主要包括工业"三废"排放、生活垃圾渗出、家庭燃煤、以及 汽车尾气排放等。电镀、塑料、化工、矿产冶炼加工等行业是重金属的主要工业来源，燃煤释 放也是土壤重金属污染的重要原因之一，机动车尾气也可显著引起公路两侧土壤的重金属 污染。城市生活垃圾中部分重金属元素含量超标，长期堆放也会使重金属泄露至土壤中，造 成区域土壤局部重金属含量增加。此外化肥、农药、粪肥等长期不合理使用也会导致土壤重 金属污染。
[0003] 重金属的胁迫会引起植物体内大量营养元素的缺乏和活性的降低，重金属浓度较 高时有抑制植物对钙、镁等矿物质元素的吸收和转运能力。重金属元素易与酶的活性部分 中的巯基结合，发生金属元素替代硫蛋白中的必需元素的作用，例如Mg2+、Ca2+等生物必 要元素，因缺乏而导致抗氧化酶的活性降低甚至失效，对植物体系内的抗氧化系统造成严 重破坏。
[0004] 目前对重金属污染土壤的修复技术主要采用化学手段，然而在修复过程中使用的 大量化学药剂极易造成土壤的再污染。生物炭具有良好的吸附性能，化学性质稳定，能够降 低土壤中重金属的生物有效性，同时能够提高作物产量，并且原料广泛、成本低，使其在治 理重金属污染的土壤中具有明显优势和应用价值。
[0005] 为此，本发明人提供了一种以生物炭为固载基质的重金属土壤修复剂，为土壤污 染的修复提供一种有效途径。
【发明内容】
[0006] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种提高土壤离子交换能力的重 金属修复剂。
[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种提高土壤离子交换能力的重金属修复剂，由下列重量份的原料制成:活性污泥36-39、硝酸铵7-9、硫酸锌2-3、糊精5-7、大豆粉12-14、去籽向日葵盘88-94、水稻秸杆32-34、高 岭土 15-18、碳酸钙9-11、湿地松针叶24-25、水适量。
[0008] 所述土壤重金属修复剂的制备的具体步骤如下： (1) 将去籽向日葵盘和水稻秸杆在太阳地下晒干，粉碎后混合置于烘箱中在50-60°C下 烘干10-12小时，将所得碎渣置于密闭炉中，以20°C/min的速度升温至620-640°C，并保温 120-140分钟，之后降温至60-70°C时取出，得生物炭； (2) 将高岭土与碳酸钙混合后置于煅烧炉中，在600-700°C下煅烧60-90分钟，冷却至室 温后取出，得煅烧粉末备用； (3) 将步骤1所得生物炭和步骤2所得煅烧粉末混合，平铺于峰值253.7nm的低压汞气灯 正下方55-65mm处，照射8-10小时后取出，得改性生物炭备用； (4) 将活性污泥、糊精、大豆粉混合投入发酵池中，发酵3-4周，期间不断加水保持发酵 堆含水量在50-60%，发酵完成后对发酵物料压榨过滤，得发酵固体残渣和发酵液； (5) 将湿地松针叶与水按重量比1:2混合后打浆，并用纱布过滤得浆液，将浆液与发酵 液混合并加入硝酸铵、硫酸锌，搅拌均匀并加热至50-60°C后保温，直至液体蒸干，得粉末备 用； (6) 将生物炭、发酵固体残渣、步骤5所得粉末以及剩余物料混合置于造粒机中，制成球 形颗粒，即得本发明重金属修复剂。
[0009] 本发明的使用方法为将污染土壤翻耕后将修复剂埋于土壤表层10-20cm处，每亩 土壤使用100-120kg修复剂即可。
[0010] 本发明的优点是： 高岭土配合碳酸钙的改性煅烧提高了土壤的缓冲性能，增加了土壤对重金属的耐受能 力，改善了土壤中重金属的活动性及植物有效性。
[0011] 生物炭和煅烧高岭土混合辐射，既消除了附着在上面的各类杂菌，避免二次污染， 同时可以在生物炭表面形成有利表面接着的如-OH，-C00，-⑶，-C00H等亲水性原子团，提 高了生物炭的单位面积吸附量，在对污染物的吸持上表现出更高的表面吸附效率。
[0012] 湿地松中高酸度的叶汁能活化土壤重金属，螯合部分重金属供植物利用，再通过 生物炭吸附剩余重金属，达到土壤重金属的修复目的。
[0013] 本发明的土壤修复剂解决了目前重金属污染土壤修复方法存在成本高、易造成二 次污染和操作复杂的问题，采用廉价易得的有机质为原料，并通过活性污泥和生物炭中大 量活性基团的作用，增加土壤的阳离子交换量，钝化重金属的有效性，提高了土壤吸持和供 给可交换养分的能力，进而对污染土壤起到修复治理的目的。
【具体实施方式】
[0014] 一种提高土壤离子交换能力的重金属修复剂，由下列重量份(kg)的原料制成:活 性污泥36、硝酸铵7、硫酸锌2、糊精5、大豆粉12、去籽向日葵盘88、水稻秸杆32、高岭土15、碳 酸钙9、湿地松针叶24、水适量。
[0015] 所述土壤重金属修复剂的制备的具体步骤如下： (1) 将去籽向日葵盘和水稻秸杆在太阳地下晒干，粉碎后混合置于烘箱中在50°C下烘 干10小时，将所得碎渣置于密闭炉中，以20°C/min的速度升温至620°C，并保温120分钟，之 后降温至60°C时取出，得生物炭； (2) 将高岭土与碳酸钙混合后置于煅烧炉中，在600°C下煅烧60分钟，冷却至室温后取 出，得煅烧粉末备用； (3) 将步骤1所得生物炭和步骤2所得煅烧粉末混合，平铺于峰值253.7nm的低压汞气灯 正下方55mm处，照射8小时后取出，得改性生物炭备用； (4) 将活性污泥、糊精、大豆粉混合投入发酵池中，发酵3周，期间不断加水保持发酵堆 含水量在50%，发酵完成后对发酵物料压榨过滤，得发酵固体残渣和发酵液； (5) 将湿地松针叶与水按重量比1:2混合后打浆，并用纱布过滤得浆液，将浆液与发酵 液混合并加入硝酸铵、硫酸锌，搅拌均匀并加热至50°C后保温，直至液体蒸干，得粉末备用； (6)将生物炭、发酵固体残渣、步骤5所得粉末以及剩余物料混合置于造粒机中，制成球 形颗粒，即得本发明重金属修复剂。
[0016]为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取一块重金属污染土壤并使用本发 明修复剂进行修复效果的验证，在向土壤中施入修复剂60天、180天后分别取土样进行重金 属含量测定和土壤理化性质的检测，数据如下：
由以上数据可以看出，使用了本发明土壤修复剂后，土壤中多种重金属含量明显降低， 同时土壤中有机碳水平和土壤阳离子交换量都得到提高，说明本发明土壤重金属修复剂对 土壤具有显著的改良效果。
【主权项】
1. 一种提高土壤离子交换能力的重金属修复剂，其特征在于，由下列重量份的原料制 成:活性污泥36-39、硝酸铵7-9、硫酸锌2-3、糊精5-7、大豆粉12-14、去籽向日葵盘88-94、水 稻秸杆32-34、高岭土 15-18、碳酸钙9-11、湿地松针叶24-25、水适量。2. 根据权利要求书1所述的提高土壤离子交换能力的重金属修复剂，其特征在于，制备 方法的具体步骤如下： (1) 将去籽向日葵盘和水稻秸杆在太阳地下晒干，粉碎后混合置于烘箱中在50-60°C 下烘干10-12小时，将所得碎渣置于密闭炉中，以20°C/min的速度升温至620-640°C，并保温 120-140分钟，之后降温至60-70°C时取出，得生物炭； (2) 将高岭土与碳酸钙混合后置于煅烧炉中，在600-700°C下煅烧60-90分钟，冷却至 室温后取出，得煅烧粉末备用； (3) 将步骤1所得生物炭和步骤2所得煅烧粉末混合，平铺于峰值253.7nm的低压汞气 灯正下方55-65mm处，照射8-10小时后取出，得改性生物炭备用； (4) 将活性污泥、糊精、大豆粉混合投入发酵池中，发酵3-4周，期间不断加水保持发酵 堆含水量在50-60%，发酵完成后对发酵物料压榨过滤，得发酵固体残渣和发酵液； (5) 将湿地松针叶与水按重量比1:2混合后打浆，并用纱布过滤得浆液，将浆液与发酵 液混合并加入硝酸铵、硫酸锌，搅拌均匀并加热至50-60°C后保温，直至液体蒸干，得粉末备 用； (6) 将生物炭、发酵固体残渣、步骤5所得粉末以及剩余物料混合置于造粒机中，制成 球形颗粒，即得本发明重金属修复剂。
【文档编号】C09K17/40GK105985784SQ201610099300
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】张波
【申请人】凤阳徽亨商贸有限公司