[发明专利]生物炭联合生物降解修复农田土壤有机污染物的方法

权利要求书

1.生物炭联合生物降解修复农田土壤有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、玉米秸秆生物质炭制备：取玉米秸秆日晒2d，使用蒸馏水冲洗3次，在烘箱中烘干6-10h，使用粉碎机粉碎后使用60-80目筛网过筛，将玉米秸秆粉末置于管式炉内以10-15℃/min的升温速度加热至200℃，保温1h，随后以20℃/min的升温速度加热至300℃，保温热解2-3h，冷却至室温后取出，使用去离子水冲洗3次，得到玉米秸秆生物质炭CB300；

S2、竹炭制备：取野生高山毛竹自然风干3d，浸泡在生物质降解液中降解12-24h，在烘箱中烘干6-10h，使用粉碎机粉碎后使用60-80目筛网过筛，将高山毛竹粉末置于管式炉内以20-25℃/min的升温速度加热至1000℃，保温热解1-2h，得到竹炭BB700；

步骤S2中生物质降解液的制备方法为：

S2-1、取样：取5重量份的稻谷壳进行研磨粉碎，随后使用80-100目筛网过筛，风干并保持稻谷壳粉末的含水率为1-5wt%；

S2-2、一次处理：将稻谷壳粉末加入到6-9重量份质量浓度为5%的双氧水溶液中，在40-45℃条件下搅拌1-2h，过滤烘干；

S2-3、二次处理：将步骤S2-2中得到的一次处理后的稻谷壳粉末加入到6-8重量份质量浓度为10%的腐殖酸溶液中，在75-85℃条件下搅拌0.5-1h，使用去离子水洗涤2-3次，过滤烘干至含水率为1-5wt%；

S2-4、热解：将步骤S2-3中得到的二次处理后的稻谷壳粉末置于管式炉内以25-35℃/min的升温速度加热至700-750℃，在氮气气氛下保温10-15min，得到稻谷壳生物炭；

S2-5、复合制剂：将步骤S2-4中得到的稻谷壳生物炭与1.8-2.3重量份氢氧化钙溶液混合，搅拌5-10min，得到生物质降解液；

S3、一次施加：在受多环芳烃PAHs影响的沼生农作物农田土壤上方搭设人工气候大棚，向土壤中施加步骤S1中得到的玉米秸秆生物质炭CB300和步骤S2中得到的竹炭BB700，施加的玉米秸秆生物质炭CB300在土壤中的质量占比为0.5-1.5%，施加的竹炭BB700在土壤中的质量占比为0.4-1%；

步骤S3中通过人工翻铲将玉米秸秆生物质炭CB300施加在土壤表层以下10-15cm位置处，同时施加一定量的氮肥，玉米秸秆生物质炭CB300与氮肥的质量比为4：1-1.5，随后通过注射器将竹炭BB700施加在土壤表层以下12-18cm位置处，施加后调节人工气候大棚内的日间温度为28-32℃，夜间温度为25-27℃，湿度为39-43%，持续15-20d后土壤呈干旱状态，随后进行土壤干湿交替管理，所述土壤干湿交替管理具体包括以下步骤：

S3-1、一次注水：向土壤中注入去离子水，使初始水位位于土壤表面上方2-3cm处，保持6h，随后在土壤下方5cm处插入抽水管抽取0.5cm液位高度的水，12h后继续抽取0.5cm液位高度的水，直至土壤表面无积水，此时土壤呈湿润偏干状态，每次抽取的田间水保留备用；

S3-2、提取水处理：将步骤S3-1中每次提取的田间水分批单独处理，首先将田间水过滤除杂后注入氧化池中进行氧化处理，向氧化池中通入臭氧并持续搅拌，通入的臭氧量为2-5mg/L，搅拌速度为85-130r/min，持续时间6h，随后将氧化处理后的田间水通入到装有预处理后的聚丙乙烯吸附树脂的玻璃管道内，氧化处理后的田间水与聚丙乙烯吸附树脂的重量份之比为60：1，流速为5L/min，收集净化处理后的田间水，得到若干份净化处理后的田间水；

S3-3、二次注水：在步骤S1-3一次注水结束48h后，将步骤S3-2中得到的净化后的田间水进行回注，每次注入一份，每次注入的时间间隔为24h，全部注入完后继续注入去离子水使水位保持与步骤S3-1中的初始水位相同，此时土壤呈淹水状态；

S3-4、循环：重复所述步骤S3-1一次注水、S3-2提取水处理、S3-3二次注水共2次，并保持土壤呈淹水状态；

S4、二次施加：在步骤S3完成后60-90d，在施加了玉米秸秆生物质炭CB300和竹炭BB700的沼生农作物农田土壤中继续施加微生物营养液，继续培养150d观察土壤中多环芳烃PAHs含量。

2.根据权利要求1所述的生物炭联合生物降解修复农田土壤有机污染物的方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中烘箱中烘干温度为70-80℃。