[發明專利]一種土壤改良劑及用于重金屬鉛污染土壤的改良方法

有效

• 申請號: 201310477113.6
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103484125A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 葉李藝;趙杰;張敬苗;吐松
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C09K17/00
• 分類號: C09K17/00;B09C1/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 陳永秀;馬應森

技術領域

本發明涉及一種土壤改良劑，尤其是涉及一種土壤改良劑及用于重金屬鉛污染土壤的改良方法。

背景技術

土壤是地球表面具有肥力、能讓植物生長的疏松表層，是人類最重要、最基本、不可替代的自然資源。隨著國民經濟和工業技術的發展，工礦企業廢水廢渣、石油、農藥中的重金屬污染物不斷地進入土壤環境，引起部分耕地受到重金屬污染。土壤中重金屬超標會嚴重影響作物的質量和產量，并可被作物吸收，通過食物鏈進入人體；另外，土壤中重金屬還可通過水循環進入地下水，通過飲用水進入人體。由于人體對重金屬的排出作用較弱，長期食用或飲用被重金屬污染的食品和水，會引起重金屬在人體內的富集，嚴重危害人體健康。

土壤的重金屬污染相比于其他污染，如有機物污染，有其自身的特點。首先，重金屬在土壤中只會發生存在形態的轉變，而不會自然降解，也不會被土壤中的微生物分解，且重金屬在土壤環境中的遷移能力較差，可在土壤中長期存在。如重金屬鉛對環境的危害非常大，在土壤中相對于其他重金屬更容易被作物吸收，并在植物體內殘留，對植物體產生毒害作用，并可以通過食物鏈進入人體，在人體內潛伏期長，且難以排出。近年來，鉛污染對人類健康損害事件時有報道，如兒童血鉛超標事件等，因此，鉛污染土壤的改良面臨著嚴峻的挑戰。目前，重金屬鉛污染土壤的修復方法包括淋洗法、植物修復法和電動修復法。淋洗法工作量大，成本高，易造成二次污染；植物修復法成本低廉，但修復周期較長，且修復效果有限，用于修復后的植物處理也是個難題；電動修復法成本高，操作復雜，工程龐大，不適合大面積修復。用生物炭降低土壤中鉛的遷移性和生物有效性的方法稱之為固定法，該方法操作簡單，成本低廉，效果良好，實現了廢物利用，并可較好地改良土壤的物理、化學和生物學性能，具有經濟和環境的雙重效益。

中國是世界上最主要的產竹與產筍國，擁有豐富的筍殼資源。目前，筍殼的處理方法為燃燒或直接丟棄，不僅污染了環境也造成了資源的浪費。人們開始尋求筍殼較為高效的利用方法，如CN101851122A公開了一種利用筍殼制備有機肥的工藝；CN102125067A公開了一種利用廢棄筍殼制備筍殼飼料的方法。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種土壤改良劑。

本發明的另一目的旨在提供所述土壤改良劑用于重金屬鉛污染土壤的改良方法。

所述土壤改良劑為固體筍殼基生物炭，其在400℃下隔絕氧氣熱解30min所得的元素組成為C67.17%、H3.885%、N3.102%、K1.20%、P0.41%、Mg0.26%、Ca0.28%、Si0.25%、O23.443%。

所述土壤改良劑采用以下方法制備：將筍殼清洗烘干、粉碎后裝入熱解爐中，在380～420℃下隔絕氧氣熱解20～40min，生物質筍殼經過干燥、預炭化、炭化得到固體筍殼基生物炭，即土壤改良劑。

所述土壤改良劑用于重金屬鉛污染土壤的改良方法如下：

將土壤改良劑以2.5%～10%的質量分數添加進重金屬鉛污染土壤中，加水至田間土壤飽和持水量的70%，用薄膜覆蓋防止水分散失，并在薄膜上每間隔5cm處開一大小為1mm×1mm的氣口，保持與大氣通氣，每2～3天加水補充散失的水分，培養30天后取出風干，得到改良土壤。

本發明所提供的土壤改良劑及將其用于重金屬鉛污染土壤的改良方法具有以下優點：

1.以生物質熱解得到的土壤改良劑對重金屬鉛離子具有吸附和固定作用，可有效降低被作物吸附的鉛的有效濃度，阻止了鉛從土壤向作物的遷移，減弱了重金屬鉛對作物的毒害。實驗表明，將該固體筍殼基生物炭以5%質量比混入土壤中，培養一個月后，土壤對鉛的飽和吸附量可達到90mg/g以上，相對于沒有添加固體筍殼基生物炭的土壤有了很大的提高。

2.生物質熱解得到的土壤改良劑具有一定的孔隙結構和吸附能力，可顯著改良土壤的保水保肥能力，固體筍殼基生物炭中含有植物生長所必須的氮、磷、鉀等元素，可為土壤提供一定肥力，經元素分析和能譜分析，400℃下熱解30min得到的固體筍殼基生物炭含有N3.102%、K1.20%、P0.41%。

3.生物質熱解得到的固體筍殼基生物炭密度小，結構疏松，加入土壤可明顯減小土壤容重，增加土壤孔隙，有利于植物根系的生長和土壤中微生物的生長。

4.生物質熱解得到的固體筍殼基生物炭對土壤的改良是碳的固定，將碳封存于土壤中，有效地減少了溫室氣體二氧化碳的排放，對減緩氣候變暖具有重要意義。