1.本發(fā)明涉及土壤修復(fù)治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法。
背景技術(shù)：
2.工農(nóng)業(yè)廢棄物引發(fā)的土壤重金屬污染，不只是單個(gè)重金屬的污染問(wèn)題，更多的是幾種重金屬元素同時(shí)超標(biāo)，并相互作用造成的復(fù)合污染，這對(duì)植物的毒害和在土壤中重金屬的遷移動(dòng)態(tài)都要比單一重金屬污染要嚴(yán)重和復(fù)雜。
3.重金屬?gòu)?fù)合污染除了受土壤ph、有機(jī)質(zhì)等理化性質(zhì)影響，還會(huì)受到共存金屬的種類(lèi)和濃度，植物的類(lèi)型等多種因素共同影響。土壤中的ph變化對(duì)于土壤吸附、固定重金屬影響較大，主要影響重金屬在土壤中的賦存形態(tài)和生物有效性。土壤ph的變化會(huì)顯著影響它們的生物有效性，ph降低，會(huì)導(dǎo)致土壤的h
+
含量增加，通過(guò)竟?fàn)幫寥赖奈轿稽c(diǎn)，使得土壤膠體內(nèi)負(fù)電荷減少，導(dǎo)致這部分的重金屬在土壤中的遷移能力增強(qiáng)，大大增加了該重金屬在土壤中的生物有效性。但是，對(duì)于as這種類(lèi)金屬元素而言，影響則完全不同，作為變價(jià)元素as(包含as
3+
,as
5+
)，ph的變化會(huì)影響as在土壤中的存在形態(tài)，且影響效果與重金屬cd,cu等完全相反:土壤ph升高，會(huì)使as的生物有效性提高，農(nóng)作物對(duì)砷的吸收量大大增加；ph的降低會(huì)促進(jìn)cd的生物有效性增強(qiáng)，降低as的生物有效性。
4.現(xiàn)有技術(shù)中，均是對(duì)砷、鎘單一污染的土地進(jìn)行治理，對(duì)砷、鎘復(fù)合污染的土地治理效果較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
5.為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法。
6.本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
7.一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，包括以下操作步驟：
8.(1)將生物炭研磨至平均粒徑為60-80目，將其和熱處理淀粉按照質(zhì)量比為15:4-8的比例混合均勻后，加入至乙醇溶液中，攪拌均勻后，保持平衡處理2-3小時(shí)后，離心，除去上層清液后，將沉淀烘干后粉碎至平均粒徑大小為200目，得到hts包覆生物炭；
9.(2)將hts包覆生物炭、氯化鏑溶液混合攪拌均勻后，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液，混合攪拌均勻后，升溫至65-75℃保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，得到
稀土改性hts生物炭；
10.(3)按重量份計(jì)，將45-50份稀土改性hts生物炭、18-24份鈉基膨潤(rùn)土、4-6份癸二酸二鈉鹽、1-5份聚合硫酸鐵、0.1-0.4份氯化鈣混合均勻后，經(jīng)加料槽轉(zhuǎn)至圓盤(pán)中，用圓盤(pán)造粒法制得粒徑為2.5-4.0mm的顆粒，再進(jìn)行烘干處理后，得到土壤修復(fù)劑；
11.(4)將土壤修復(fù)劑按照2200-2500kg/hm2的量均勻撒施到土壤表面，然后采用旋耕機(jī)將土壤修復(fù)劑與土壤攪拌均勻，灌水至土壤含水率為75-80％，土壤修復(fù)工作完成。
12.具體地，上述步驟(1)中，乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-80％。
13.具體地，上述步驟(1)中，每千克的生物炭添加1.0-1.5千克的乙醇溶液。
14.具體地，上述步驟(1)中，沉淀烘干時(shí)的溫度為55-60℃，烘干至沉淀的含水率為10％以下時(shí)，結(jié)束烘干。
15.具體地，上述步驟(2)中，氯化鏑溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12-16％，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度為0.1-0.3mol/l，步驟(2)中，hts包覆生物炭、氯化鏑溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:2-4:8-11。
16.具體地，上述步驟(3)中，烘干處理的溫度為90-95℃，烘干處理的時(shí)間為8-10min。
17.由以上的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果是：
18.本發(fā)明提供的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，既能有效的降低土壤中砷、鎘的活性和含量，又能顯著的降低農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)砷、鎘的含量，同時(shí)還能有效的改善土壤的環(huán)境，提升作物的產(chǎn)量。本發(fā)明步驟(1)中，通過(guò)采用熱處理淀粉包覆處理生物炭，能有效的提升土壤修復(fù)劑顆粒的強(qiáng)度，能有效的避免土壤修復(fù)劑顆粒在土壤中發(fā)生分解的現(xiàn)象，進(jìn)而保證土壤修復(fù)劑顆粒的對(duì)土壤的修復(fù)效果；通過(guò)本發(fā)明步驟(2)的處理，能有效的使得稀土元素鏑結(jié)合在生物炭的表面，鏑元素的添加，能有效的阻隔砷、鎘在植株內(nèi)向上轉(zhuǎn)移，能有效的避免農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)砷、鎘元素的含量；本發(fā)明制得的hts包覆生物炭，其不僅強(qiáng)度高，而且具有巨大的比表面積，會(huì)強(qiáng)烈的吸附土壤中的砷酸根和鎘離子，進(jìn)而有效的降低了土壤中活性砷元素和鎘元素的含量，另一方面，高鈣含量的鈉基膨潤(rùn)土還能與鎘離子形成競(jìng)爭(zhēng)吸收關(guān)系，能有效的抑制農(nóng)作物對(duì)鎘離子的吸收。
具體實(shí)施方式
19.下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
20.實(shí)施例1
21.一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，包括以下操作步驟：
22.(1)將生物炭研磨至平均粒徑為60目，將其和熱處理淀粉按照質(zhì)量比為15:4的比例混合均勻后，加入至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％的乙醇溶液中，其中每千克的生物炭添加1.0千克的乙醇溶液，攪拌均勻后，保持平衡處理2小時(shí)后，離心，除去上層清液后，將沉淀烘干后粉碎至平均粒徑大小為200目，得到hts包覆生物炭，沉淀烘干時(shí)的溫度為55℃，烘干至沉淀的含水率為10％以下時(shí)，結(jié)束烘干；
23.(2)將hts包覆生物炭、氯化鏑溶液混合攪拌均勻后，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液，混合攪拌均勻后，升溫至65℃保溫反應(yīng)2小時(shí)，得到稀土改性hts生物炭，其中氯化鏑溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度為0.1mol/l，步驟(2)中，hts包覆生物炭、氯化鏑溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:2:8；
24.(3)按重量份計(jì)，將45份稀土改性hts生物炭、18份鈉基膨潤(rùn)土、4份癸二酸二鈉鹽、1份聚合硫酸鐵、0.1份氯化鈣混合均勻后，經(jīng)加料槽轉(zhuǎn)至圓盤(pán)中，用圓盤(pán)造粒法制得粒徑為2.5mm的顆粒，再進(jìn)行烘干處理后，得到土壤修復(fù)劑，其中烘干處理的溫度為90℃，烘干處理的時(shí)間為8min；
25.(4)將土壤修復(fù)劑按照2200kg/hm2的量均勻撒施到土壤表面，然后采用旋耕機(jī)將土壤修復(fù)劑與土壤攪拌均勻，灌水至土壤含水率為75％，土壤修復(fù)工作完成。
26.實(shí)施例2
27.一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，包括以下操作步驟：
28.(1)將生物炭研磨至平均粒徑為70目，將其和熱處理淀粉按照質(zhì)量比為15:6的比例混合均勻后，加入至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75％的乙醇溶液中，其中每千克的生物炭添加1.3千克的乙醇溶液，攪拌均勻后，保持平衡處理2.5小時(shí)后，離心，除去上層清液后，將沉淀烘干后粉碎至平均粒徑大小為200目，得到hts包覆生物炭，沉淀烘干時(shí)的溫度為55-60℃，烘干至沉淀的含水率為10％以下時(shí)，結(jié)束烘干；
29.(2)將hts包覆生物炭、氯化鏑溶液混合攪拌均勻后，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液，混合攪拌均勻后，升溫至70℃保溫反應(yīng)2.5小時(shí)，得到稀土改性hts生物炭，其中氯化鏑溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14％，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度為0.2mol/l，步驟(2)中，hts包覆生物炭、氯化鏑溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:3:10；
30.(3)按重量份計(jì)，將48份稀土改性hts生物炭、22份鈉基膨潤(rùn)土、5份癸二酸二鈉鹽、3份聚合硫酸鐵、0.3份氯化鈣混合均勻后，經(jīng)加料槽轉(zhuǎn)至圓盤(pán)中，用圓盤(pán)造粒法制得粒徑為2.8mm的顆粒，再進(jìn)行烘干處理后，得到土壤修復(fù)劑，其中烘干處理的溫度為93℃，烘干處理的時(shí)間為9min；
31.(4)將土壤修復(fù)劑按照2300kg/hm2的量均勻撒施到土壤表面，然后采用旋耕機(jī)將土壤修復(fù)劑與土壤攪拌均勻，灌水至土壤含水率為78％，土壤修復(fù)工作完成。
32.實(shí)施例3
33.一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，包括以下操作步驟：
34.(1)將生物炭研磨至平均粒徑為80目，將其和熱處理淀粉按照質(zhì)量比為15:8的比例混合均勻后，加入至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％的乙醇溶液中，其中每千克的生物炭添加1.5千克的乙醇溶液，攪拌均勻后，保持平衡處理3小時(shí)后，離心，除去上層清液后，將沉淀烘干后粉碎至平均粒徑大小為200目，得到hts包覆生物炭，沉淀烘干時(shí)的溫度為60℃，烘干至沉淀的含水率為10％以下時(shí)，結(jié)束烘干；
35.(2)將hts包覆生物炭、氯化鏑溶液混合攪拌均勻后，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液，混合攪拌均勻后，升溫至75℃保溫反應(yīng)3小時(shí)，得到稀土改性hts生物炭，其中氯化鏑溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16％，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度為0.3mol/l，步驟(2)中，hts包覆生物炭、氯化鏑溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:4:11；
36.(3)按重量份計(jì)，將50份稀土改性hts生物炭、24份鈉基膨潤(rùn)土、6份癸二酸二鈉鹽、5份聚合硫酸鐵、0.4份氯化鈣混合均勻后，經(jīng)加料槽轉(zhuǎn)至圓盤(pán)中，用圓盤(pán)造粒法制得粒徑為4.0mm的顆粒，再進(jìn)行烘干處理后，得到土壤修復(fù)劑，其中烘干處理的溫度為95℃，烘干處理的時(shí)間為10min；
37.(4)將土壤修復(fù)劑按照2500kg/hm2的量均勻撒施到土壤表面，然后采用旋耕機(jī)將土壤修復(fù)劑與土壤攪拌均勻，灌水至土壤含水率為80％，土壤修復(fù)工作完成。
38.對(duì)比例1
39.步驟(2)中采用普通的生物炭，其余操作步驟與實(shí)施例1完全相同。
40.對(duì)比例2
41.步驟(3)中直接使用步驟(1)制得的hts包覆生物炭，其余操作步驟與實(shí)施例2完全相同。
42.分別用各實(shí)施例和對(duì)比例的方法對(duì)同一被砷、鎘污染的5塊試驗(yàn)地塊進(jìn)行處理，對(duì)照組為不經(jīng)過(guò)任何土壤修復(fù)處理的試驗(yàn)地塊，然后在各組土壤上種植水稻，除了土壤修復(fù)的方法不同外，其余的田間管理方式完全相同，測(cè)試結(jié)果如表1所示：
43.表1珍珠棉抗菌活性的測(cè)試方法
[0044][0045]
由表1中的實(shí)施例1、對(duì)比例1和對(duì)照組的數(shù)據(jù)可知，通過(guò)采用熱處理淀粉包覆處理生物炭，能有效的提升土壤修復(fù)劑顆粒的強(qiáng)度，能有效的避免土壤修復(fù)劑顆粒在土壤中發(fā)生分解的現(xiàn)象，進(jìn)而保證土壤修復(fù)劑顆粒的對(duì)土壤的修復(fù)效果；有實(shí)施例2、對(duì)比例2和對(duì)照組的數(shù)據(jù)可知，鏑元素的添加，能有效的阻隔砷、鎘在植株內(nèi)向上轉(zhuǎn)移，能有效的避免農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)砷、鎘元素的含量。
[0046]
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。技術(shù)特征：
1.一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，其特征在于，包括以下操作步驟：(1)將生物炭研磨至平均粒徑為60-80目，將其和熱處理淀粉按照質(zhì)量比為15:4-8的比例混合均勻后，加入至乙醇溶液中，攪拌均勻后，保持平衡處理2-3小時(shí)后，離心，除去上層清液后，將沉淀烘干后粉碎至平均粒徑大小為200目，得到hts包覆生物炭；(2)將hts包覆生物炭、氯化鏑溶液混合攪拌均勻后，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液，混合攪拌均勻后，升溫至65-75℃保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，得到稀土改性hts生物炭；(3)按重量份計(jì)，將45-50份稀土改性hts生物炭、18-24份鈉基膨潤(rùn)土、4-6份癸二酸二鈉鹽、1-5份聚合硫酸鐵、0.1-0.4份氯化鈣混合均勻后，經(jīng)加料槽轉(zhuǎn)至圓盤(pán)中，用圓盤(pán)造粒法制得粒徑為2.5-4.0mm的顆粒，再進(jìn)行烘干處理后，得到土壤修復(fù)劑；(4)將土壤修復(fù)劑按照2200-2500kg/hm2的量均勻撒施到土壤表面，然后采用旋耕機(jī)將土壤修復(fù)劑與土壤攪拌均勻，灌水至土壤含水率為75-80％，土壤修復(fù)工作完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，其特征在于，上述步驟(1)中，乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-80％。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，其特征在于，上述步驟(1)中，每千克的生物炭添加1.0-1.5千克的乙醇溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，其特征在于，上述步驟(1)中，沉淀烘干時(shí)的溫度為55-60℃，烘干至沉淀的含水率為10％以下時(shí)，結(jié)束烘干。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，其特征在于，上述步驟(2)中，氯化鏑溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12-16％，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度為0.1-0.3mol/l，步驟(2)中，hts包覆生物炭、氯化鏑溶液、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:2-4:8-11。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，其特征在于，上述步驟(3)中，烘干處理的溫度為90-95℃，烘干處理的時(shí)間為8-10min。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，包括以下操作步驟：(1)將生物炭研磨后和熱處理淀粉混合，加入至乙醇溶液中，反應(yīng)后得到HTS包覆生物炭；(2)將HTS包覆生物炭、氯化鏑溶液混合攪拌均勻后，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液，得到稀土改性HTS生物炭；(3)將稀土改性HTS生物炭、鈉基膨潤(rùn)土、癸二酸二鈉鹽、聚合硫酸鐵、氯化鈣混合均勻后，造粒得到土壤修復(fù)劑；(4)將土壤修復(fù)劑撒施到土壤表面，然后采用旋耕機(jī)將土壤修復(fù)劑與土壤攪拌均勻，灌水，土壤修復(fù)工作完成。本發(fā)明提供的一種復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法，既能有效的降低土壤中砷、鎘的活性和含量，又能顯著的降低農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)砷、鎘的含量。鎘的含量。
技術(shù)研發(fā)人員：譚石勇 譚武貴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南博業(yè)生態(tài)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2020.08.18
技術(shù)公布日：2022/2/23
聲明：
“復(fù)合生物炭治理砷、鎘復(fù)合污染土地的方法與流程” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：湖南博業(yè)生態(tài)科技有限公司
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