[发明专利]采用秸秆为原料的土壤修复剂、制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤修复剂，具体是涉及到一种采用秸秆为原料的土壤修复剂、制备方法和用途。

背景技术

土壤是难以再生的自然资源，是人类生产活动的重要基础。目前，我国土壤污染的形势比较严峻，包括重金属污染、有机物污染等。土壤污染导致的农产品的安全问题不容忽视：土壤污染能降低作物产量和质量，还通过食物链的传递和富集作用危害人类健康。为了修复污染土壤，近些年世界各国特别是发达国家都投入了巨大的人力、物力和财力进行土壤修复研究，并取得了一定的进展。

污染土壤修复一般是通过转移、吸附、转化和降解土壤中的污染物，使其浓度降低到可以接受的水平，或将有毒有害物质转化为无毒无害的物质。目前，主要修复方法包括物理分离法、溶液淋漓法、固定转化法、电动力法、萃取法、氧化法、还原法、土壤修复剂法及生物修复法等。但这些技术不同程度的存在成本高、修复污染单一、修复效果有待提高等一种或几种不足。

作为农业大国，我国每年都会产生大量的生物质材料，比如秸秆资源，但目前秸秆资源多被闲置浪费或就地焚烧，造成严重的环境问题。如：每年秋收时，大量秸秆焚烧，造成空气质量恶化，同时导致烟雾笼罩高速公路和机场，造成高速公路和机场关闭，对社会生活和生产产生诸多负面影响。因此农业秸秆的资源化利用和高效处置成为社会各界关注的热点。

堆肥修复土壤金属污染研究进展，应用与环境生物学报，2008，14 (6): 898~904，公开了陈同斌等在两种土壤中施加垃圾堆肥后，旱地土壤中水溶态铬的分配系数下降了26.01%，淹水土壤则下降了31.47%。

生物碳对土壤中镉的影响研究，农业科技与装备，第1期总第223期，讲述由于生物碳具有碳量高和多孔的特性，因此可提高储水蓄养的能力，能够保护土壤中的微生物。土壤经过生物碳处理后，土壤中镉形态分布发生了显著的变化：交换态镉含量从83%降到了68%以下，碳酸盐结合态含量从不到11%上升到了15%，铁锰氧化结合态含量从2%上升到9%，有机态含量从3%上升到9%，但是生物碳对土壤中重金属离子的去除效率显然还不能满足实际的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用秸秆为原料的土壤修复剂、制备方法和用途，所述土壤修复剂用于去除土壤中重金属离子和/或有机污染物（特别是多环芳烃物质），去除率较高。

本发明的采用秸秆为原料的土壤修复剂，由以下步骤制成，混合生物碳、秸秆和土壤，得到堆肥原料；将堆肥原料进行堆肥处理，得到所述土壤修复剂。

所述堆肥原料中，所述生物碳和秸秆的重量比为0.5～2:1。

所述堆肥原料的C/N比为25～35:1。

所述生物碳的制备方法为，在缺氧条件下热解生物质材料，得到生物碳，将生物碳粉碎成粒径小于1mm的粉末。

所述生物质材料为秸秆、树木枝叶、禽畜粪便或活性污泥。当使用活性污泥制成生物碳时，得到的生物碳去除重金属物质。

所述堆肥处理的过程中，控制含水率为50～60%。

本发明还提供一种采用秸秆为原料的土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤，混合生物碳、秸秆和土壤，得到堆肥原料；将堆肥原料进行堆肥处理，得到所述土壤修复剂。

所述堆肥处理的时间为25～45天。

本发明还提供一种采用秸秆为原料的土壤修复剂在修复污染土壤中的用途。本发明的土壤修复剂对土壤进行原位修复，或者作为土壤调理剂。本发明所述土壤修复剂用于去除土壤中重金属离子和/或有机污染物，有机污染物特别是指多环芳烃物质。

所述土壤修复剂的添加量为污染土壤干重的0.5～20%。当本发明的土壤修复剂对土壤进行原位修复时，土壤修复剂的添加量为污染土壤干重的2～20%；当本发明的土壤修复剂作为土壤调理剂时，土壤修复剂的添加量为污染土壤干重的0.5～3%。

本发明的污染土壤主要是指被重金属离子和/或有机污染物（特别是多环芳烃物质）污染的土壤。

本发明的有益效果是，本发明的土壤修复剂比普通堆肥产品或生物碳对土壤中重金属离子和/或有机污染物（特别是多环芳烃物质）去除率高的原因在于：堆肥微生物改良了生物碳结构，提高了生物碳的吸附效率，增加了生物碳的污染修复效率；同时，生物碳促进了秸秆的堆肥，增强了堆肥微生物的活性，增加了堆肥微生物的污染修复效率。另外，本发明的土壤修复剂实现了生物碳和堆肥产品的联合修复。