[发明专利]一种生物炭基组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于土壤治理领域，尤其涉及一种生物炭基组合物及其制备方法和应用。本发明的制备方法，包括：称取去杂的棕榈丝后，烘干粉碎，置入真空管式炉，抽真空后通入氮气作为保护气体，以8℃/min升温至230℃，停留45min，然后以2℃/min升温至650℃后，保温2小时，研磨过筛，盐酸浸泡，洗涤烘干后制得第一中间产品；称取制碱废渣，烘干粉碎过筛，制得第二中间产品；将第一中间产品与第二中间产品混合，烘干后过筛，制得生物炭基组合物。本发明的技术方案，有效降低土壤中重金属的含量，改善土壤的pH，提高土壤所种植农作物的产量。解决了现有技术中，修复重金属污染主要存在着修复效果不稳定、持续时间不长的技术缺陷。

本申请是申请日为2016年06月17日，申请号为201610446794.3，发明为《一种生物炭基组合物在重金属污染土壤改良中的应用》的分案申请。

技术领域

本发明属于土壤治理领域，尤其涉及一种生物炭基组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国城市化及工业化进程的加快，电镀、钢铁和印染等工业“三废”的排放日益增多，以及农业生产中含有重金属的农药、化肥的不合理施用等，使得重金属通过各种不同的途径进入土壤。据2015年环境保护部和国土资源部联合颁布的《全国土壤状况调查公报》指出，农田土壤重金属超标达19.4％，且污染面积逐年增加，严重威胁人体健康和粮食安全。因此，如何有效地修复重金属污染土壤，维持土壤的可持续利用，已成为我国大部分地区亟需解决的突出环境问题。

目前受重金属污染的土壤修复技术可分为原位修复和异位修复，由于具有经济且可以对深层污染土壤进行修复的优点，原位修复受到了人们的广泛关注。传统上采用生石灰、粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉等碱性物质为原料，通过翻耕、搅拌等方式将土壤表层与修复材料混合均匀。然而，这些碱性物质一般原料难得、成本较高，或属于化工产品，易导致二次环境污染，难以大规模推广应用。此外，长期大量地使用这些碱性物质会引起土壤板结，还会引起土壤中Ca、Mg、K等元素的平衡失调，从而导致修复效果不够稳定、持续时间不长，并不能达到恢复土地生产力的效果。

近年来，生物炭由于具有多孔性、高比表面积、较强表面吸附、高度化学惰性和芳香化结构，以及富含羟基、酚羟基和羧基等官能团等特性，其在土壤改良和环境保护方面成为国内外研究的热点。已有研究利用泥炭和碱渣、石灰等碱性调节剂复配制备炭基土壤调理剂，用于治理重金属污染的土壤。一方面利用生物炭突出的生物化学稳定性、较强的持水保肥性和对重金属极强的吸附特性，同时联合发挥碱渣等碱性调节剂所提供作物所需的Ca、Mg等营养元素，实现既对土壤重金属的钝化修复同时，又能改良土壤酸性，提高土壤养分、从而促进作物生长，提高作物产量和品质。因此，研发出一种稳定环保高效的用于重金属污染土壤的炭基土壤调理剂，用于解决现有技术中，修复重金属污染土壤主要存在着修复效果不稳定、持续时间不长等技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生物炭基组合物及其制备方法和应用，用于解决现有技术中，修复重金属污染主要存在着修复效果不稳定、持续时间不长的技术缺陷。

本发明提供了一种生物炭基组合物，所述生物炭基组合物的原料为：生物炭和碱性调节剂；所述生物炭由农林废弃物制得。

优选的，以质量份计，所述生物炭基组合物的原料为：生物炭10份和碱性调节剂1～3份。

优选的，所述农林废弃物选自：木屑、谷壳、中药渣、花生壳、玉米秸秆、小麦秸秆、椰丝和棕榈丝中的一种或多种。

优选的，所述碱性调节剂为：制碱废渣和/或石灰。

优选的，所述碱性调节剂的pH为10～12。

优选的所述碱性调节剂还包括：含钙化合物、含镁化合物和含硅化合物。

本发明还提供了生物炭基组合物的制备方法，包括以下步骤：