[发明专利]一种抑制作物吸收铅镉的富磷生物质炭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抑制作物吸收铅镉的富磷生物质炭的制备方法，包括以下步骤：第一步、选取富磷的废弃生物质材料，晾干研磨过筛，得到生物质粉料；第二步、生物质材料中添加钾盐，使K与P的物质的量之比为1.8～2.7，再添加SiO₂并混匀得到混合物，混合物中硅元素的含量为磷元素含量的25%～50%；第三步、将混合物在无氧条件下，以5～20℃/min的升温速率升至700～1000℃，保温30～60min后得到富含CaKPO₄的生物质炭，生物质炭冷却至室温后密封备用。本发明的改性生物质炭对重金属污染土壤具有一定的治理效果，尤其对作物对铅镉等重金属的吸收具有明显的抑制效果，并且可以有效减少土壤中有效磷的流失。

技术领域

本发明属于环境污染治理及农产品质量安全技术领域，涉及一种用于修复土壤重金属污染的富磷生物质炭，尤其是一种抑制作物吸收铅镉的富磷生物质炭及其制备方法。

背景技术

由于工农业的发展，环境中的重金属污染成为大范围、高密度的环境问题。据2014年环保部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国耕地点位超标率高达19.4％，其中轻度以上污染点位占6.7％，结合2002年关于珠三角等地区典型区域土壤环境质量的调查表明，重金属污染已导致某些地区超过10％的土壤基本丧失生产力，其中镉和砷污染的贡献率最大，污染已涉及所调查区域超过0.4％亿公顷的良田。由上述相关数据可以看出，目前我国重金属污染已成为威胁耕地环境质量的主要污染问题。

作为富磷的废弃生物质，骨粉等生物质在重金属的治理方面已有较多的研究，相关研究表明，在重金属治理方面，骨粉对重金属污染土壤的改良主要表现为通过骨粉中的磷酸盐络合钝化土壤重金属以及晶体羟基磷灰石对重金属的吸附作用来降低土壤中重金属的生物有效性，从而进一步降低作物对重金属的吸收。目前，以骨粉作为重金属的治理材料的相关专利及研究中均未对有效磷成分进行一定的特殊改变或处理，因此存在一定的缺陷，首先，由于骨粉中的磷一般以结晶度较高的晶体羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)以及无定形的CaHPO₄的形态存在；其次，由于羟基磷灰石具有较高的结晶度而导致其吸附效果要弱于结晶度相对较低的碳羟磷灰石〔Ca₁₀{(PO₄)_6-y(CO₃·OH)_y}{(OH)_2-2xX_(x)(CO₃)_x}〕；另外，骨粉中含有较多的有机物质，有机物质络合及包裹作用严重阻碍了磷酸盐态有效磷(CaHPO₄)对重金属的钝化作用及其对作物的有效性；此外，部分未被有机物封存的CaHPO₄往往由于其具有较高的极性，难以被土壤固存，因而极易被淋失，因此难以对土壤中的重金属进行稳定的钝化及吸附作用，并且具有较高的面源污染风险。因此，骨粉对重金属的治理效果以及供磷功效都具有较高的约束性。