[发明专利]一种重金属污染土壤修复剂及其应用

说明书

本发明公开了一种重金属污染土壤修复剂及其应用，所述修复剂由凹凸棒土和生物炭组成，凹凸棒土与生物炭的质量比为1:1‑3，其中生物炭是猪粪炭、稻壳炭中的一种；本发明的修复剂可以修复被重金属污染的土壤，尤其是被镉、铜、锌污染的土壤，修复剂的添加量为土壤质量的1‑3%。本发明的土壤修复剂不仅修复效果好，而且廉价易得，可以广泛应用于被重金属污染土壤的修复。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染治理领域，具体涉及一种重金属污染土壤修复剂及其应用。

背景技术

土壤作为人类生存所必须的自然资源之一，同时担负着为人类提供食物和其他再生资源的重担。但是，随着工农业生产的发展和现代化技术的进步，重金属污染尤其是土壤重金属污染问题已成为危害全球环境质量以及人类生存和发展的主要问题之一。重金属进入土壤后大多以较为稳定的聚合物、化合物聚集在土壤表层或被土壤吸附，当土壤中的重金属浓度超过土壤自净能力后就会改变土壤的功能和结构，使土壤的性质很难恢复到污染前的状态。

生物炭是由农林废弃物在限氧条件下热裂解得到的富碳固体，内部疏松多孔，比表面积大，具有较强的吸附能力、氧化能力和阳离子交换能力，可以用于吸附土壤中的重金属。而且生物炭制备原料来源广，工农业废弃物如酒糟、秸秆、稻壳猪粪等均可以作为生物炭的原料。生物炭除了可以吸附土壤中的重金属外还能保持土壤水分，增加土壤有机质含量和维持土壤生态平衡。

凹凸棒土是一种层链状结构的水合镁铝硅酸盐矿物，具有天然纳米材料的棒状晶体结构，内部多孔、比表面积大、吸附力强、粘结性好和密度低等物化特性。其在土壤中可保水，调节pH值，为植物提供一定的微量元素，促进植物生长，还能提高肥料利用率，改良土壤活性。同时，凹凸棒土吸附重金属离子效果好、成本低、再生简单，是吸附法去除重金属离子领域的研究热点。我国凹凸棒土资源丰富，成本较低，可为治理全国土壤重金属污染提供丰富的原材料，拓展凹凸棒石资源的应用领域，提高资源的利用效率，增加其自身的利用价值。

目前对于被重金属污染的土壤的修复方法主要有物理法、化学法和生物法，但是采用物理、化学方法修复成本高，容易破坏土壤特性以及原生土壤微生物区，极易造成二次污染；生物法修复不利于大规模商业化运用和大面积推广，而且不同生物对生长条件的要求不同，这样也限制了生物法的使用，同时采用生物法修复土壤污染过程中容易受外界条件的影响，修复效果难以预料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种重金属污染土壤修复剂，所述修复剂由凹凸棒土和生物炭组成。

进一步地，所述凹凸棒土与生物炭的质量比为1：1-3。

更进一步地，所述凹凸棒土与生物炭的质量比为1：2。

更进一步地，所述生物炭为猪粪炭和/或稻壳炭。

更进一步地，所述猪粪炭和稻壳灰的质量比为1:1.5。

更进一步地，所述猪粪炭的制备方法包括以下步骤：

S1、将猪粪在550℃的温度下炭化2h后制得块状猪粪炭；

S2、将S1中的块状猪粪炭放入球磨仪中球磨；

S3、将球磨后的猪粪炭过100目筛；

猪粪炭粒径为80～100目，pH为7.54，灰分在250g/kg。

更进一步地，所述稻壳炭的制备方法包括以下步骤：

S4、将稻壳在500℃的温度下炭化2h后制得稻壳炭；

S5、将S1中的稻壳炭放入球磨仪中球磨；

S6、将球磨后的稻壳炭过100目筛；

所得稻壳炭粒径为80～100目，pH为7.92，灰分在350g/kg。