[发明专利]生物炭基肥、其制备方法以及修复土壤的方法

说明书

本发明公开一种生物炭基肥、其制备方法以及修复土壤的方法，该用于修复重金属污染土壤的生物炭基肥的制备方法，包括如下步骤：取预设质量比的大豆秸、米糠、柏树皮、小苏打以及葡萄糖研磨成粉末后，混合均匀获得混合粉末；将所述混合粉末置于真空罐中，通入氮气后缓慢加热至预设温度，并在所述预设温度下保温3‑4小时，使所述混合粉末碳化得到生物炭。

技术领域

本发明涉及污染土壤修复技术领域，特别涉及一种用于修复重金属污染土壤的生物炭基肥、其制备方法以及修复土壤的方法。

背景技术

随着工农业快速发展和城市进程的不断加快，从工农业及日常生活中排放出来的重金属不断增加，土壤受重金属污染也日益严重。土壤是人类生存与发展的重要自然资源和整个陆地生态系统赖以存在的基础，又是重要的环境要素之一。土壤中重金属通过迁移和转化，不仅危害农作物生长，同时危害动物以及人类的健康。据我国农业部统计，我国受重金属污染尤其是Cd污染的土地约占总耕地面积的1/5，每年因重金属污染而造成的粮食损失超过2000万吨，由此造成的经济损失达到200亿元。因此，目前我国土壤重金属污染问题已经严重威胁到我们农产品的安全生产，需要对污染土壤进行修复。

据环保部2005年对我国国土面积约630万平方公里的调查，耕地污染超标率为19.4％，超标面积约3.5亿亩。污染呈加重发展趋势，在最近20多年的时间里，表层土壤中重金属Cd在西南地区增加了82.4％，沿海地区增加了69.0％，华北、东北、西北地区增加了10％—40％。另据2002-2012年以来，农业部对21个省(区市)水稻、小麦、玉米、大豆、蔬菜等产地部分土壤的调查，在总调查4382.44万亩中，超标面积为446.79万亩，超标率为10.2％。可见，我国农产品产地土壤重金属污染严重。

原位修复作为土壤重金属污染治理技术是一种非常行之有效的方法，而受到人们的普遍重视，尤其适用于修复大面积中、轻度重金属超标的农田土壤，实现重金属污染耕地的边生产边修复。向土壤中施加重金属吸附剂是修复重金属污染土壤的一种较经济的原位处理方法。土壤施用重金属修复材料，通过改变土壤pH值和重金属元素在土壤中的化学形态和赋存状态，增加吸附点位和促进重金属离子与土壤其它组分(包括修复材料)的共沉淀等过程，使土壤重金属生物有效态转化为生物不可利用的形态，从而抑制重金属在土壤中的迁移性和生物有效性、降低重金属污染物对环境生物的毒性，达到修复重金属污染土壤的目的。

近年来，研究人员筛选或研发出了一大批用于重金属污染吸附的修复材料，一方面，为耕地重金属污染修复治理提供了技术支持和产品保障；另一方面，施用重金属修复材料以及修复材料人工或机械作业均增加了农业生产成本的投入，由于农业生产本身比较效益低，施用单一作用的重金属修复材料很难发动农民积极投身到耕地重金属污染修复治理中来，昂贵的成本也无法进行大规模的推广应用，耕地重金属污染造成的农产品质量安全并没有得到有效控制，且有进一步恶化的趋势。从农业生产实践的角度考虑，最佳的土壤修复技术是既能够保持土壤的生态功能，不破坏甚至提供土壤的肥力，又能够有效阻控重金属等污染物进入食物链。因此，研发一种集吸附重金属与农业生产于一体的修复材料，同时提供重金属吸附剂和作物营养元素，将重金属修复材料融合于农业生产的施肥中，真正意义上实现重金属污染耕地边生产边修复。

生物炭是指以自然界广泛存在的生物质资源(作物秸秆、林果木枝条、动物粪便等)为基础，在缺氧条件下通过热裂解产生的炭质材料。生物炭的含碳量为40％-75％，而且还有少量的矿物质和挥发性有机化合物，生物炭呈碱性，且不易被环境微生物分解。另外，生物炭为多孔物质，具有极为丰富的空隙结构和巨大的比表面积，这些特性赋予了生物炭具有强大的吸附性能，故生物炭具有较强的阳离子交换性能(大的阳离子交换量)，因此，生物炭能够吸附土壤中的重金属元素，可有效减缓土壤重金属污染。

然而现有技术中的这些处理方法的效果并不稳定、不够安全，且成本大、处理效率低。

发明内容