[發明專利]采用秸稈為原料的土壤修復劑、制備方法和用途

有效

• 申請號: 201410076204.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103864543A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 武海鵬;曾光明;梁婕;晏銘;李忠武;李曉東;黃璐;蔣敏;李飛;黃斌;聶雙
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;B09C1/08;B09C1/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及一種土壤修復劑，具體是涉及到一種采用秸稈為原料的土壤修復劑、制備方法和用途。

背景技術

土壤是難以再生的自然資源，是人類生產活動的重要基礎。目前，我國土壤污染的形勢比較嚴峻，包括重金屬污染、有機物污染等。土壤污染導致的農產品的安全問題不容忽視：土壤污染能降低作物產量和質量，還通過食物鏈的傳遞和富集作用危害人類健康。為了修復污染土壤，近些年世界各國特別是發達國家都投入了巨大的人力、物力和財力進行土壤修復研究，并取得了一定的進展。

污染土壤修復一般是通過轉移、吸附、轉化和降解土壤中的污染物，使其濃度降低到可以接受的水平，或將有毒有害物質轉化為無毒無害的物質。目前，主要修復方法包括物理分離法、溶液淋漓法、固定轉化法、電動力法、萃取法、氧化法、還原法、土壤修復劑法及生物修復法等。但這些技術不同程度的存在成本高、修復污染單一、修復效果有待提高等一種或幾種不足。

作為農業大國，我國每年都會產生大量的生物質材料，比如秸稈資源，但目前秸稈資源多被閑置浪費或就地焚燒，造成嚴重的環境問題。如：每年秋收時，大量秸稈焚燒，造成空氣質量惡化，同時導致煙霧籠罩高速公路和機場，造成高速公路和機場關閉，對社會生活和生產產生諸多負面影響。因此農業秸稈的資源化利用和高效處置成為社會各界關注的熱點。

堆肥修復土壤金屬污染研究進展，應用與環境生物學報，2008，14?(6):?898~904，公開了陳同斌等在兩種土壤中施加垃圾堆肥后，旱地土壤中水溶態鉻的分配系數下降了26.01%，淹水土壤則下降了31.47%。

生物碳對土壤中鎘的影響研究，農業科技與裝備，第1期總第223期，講述由于生物碳具有碳量高和多孔的特性，因此可提高儲水蓄養的能力，能夠保護土壤中的微生物。土壤經過生物碳處理后，土壤中鎘形態分布發生了顯著的變化：交換態鎘含量從83%降到了68%以下，碳酸鹽結合態含量從不到11%上升到了15%，鐵錳氧化結合態含量從2%上升到9%，有機態含量從3%上升到9%，但是生物碳對土壤中重金屬離子的去除效率顯然還不能滿足實際的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種采用秸稈為原料的土壤修復劑、制備方法和用途，所述土壤修復劑用于去除土壤中重金屬離子和/或有機污染物（特別是多環芳烴物質），去除率較高。

本發明的采用秸稈為原料的土壤修復劑，由以下步驟制成，混合生物碳、秸稈和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進行堆肥處理，得到所述土壤修復劑。

所述堆肥原料中，所述生物碳和秸稈的重量比為0.5～2:1。

所述堆肥原料的C/N比為25～35:1。

所述生物碳的制備方法為，在缺氧條件下熱解生物質材料，得到生物碳，將生物碳粉碎成粒徑小于1mm的粉末。

所述生物質材料為秸稈、樹木枝葉、禽畜糞便或活性污泥。當使用活性污泥制成生物碳時，得到的生物碳去除重金屬物質。

所述堆肥處理的過程中，控制含水率為50～60%。

本發明還提供一種采用秸稈為原料的土壤修復劑的制備方法，包括如下步驟，混合生物碳、秸稈和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進行堆肥處理，得到所述土壤修復劑。

所述堆肥處理的時間為25～45天。

本發明還提供一種采用秸稈為原料的土壤修復劑在修復污染土壤中的用途。本發明的土壤修復劑對土壤進行原位修復，或者作為土壤調理劑。本發明所述土壤修復劑用于去除土壤中重金屬離子和/或有機污染物，有機污染物特別是指多環芳烴物質。

所述土壤修復劑的添加量為污染土壤干重的0.5～20%。當本發明的土壤修復劑對土壤進行原位修復時，土壤修復劑的添加量為污染土壤干重的2～20%；當本發明的土壤修復劑作為土壤調理劑時，土壤修復劑的添加量為污染土壤干重的0.5～3%。

本發明的污染土壤主要是指被重金屬離子和/或有機污染物（特別是多環芳烴物質）污染的土壤。

本發明的有益效果是，本發明的土壤修復劑比普通堆肥產品或生物碳對土壤中重金屬離子和/或有機污染物（特別是多環芳烴物質）去除率高的原因在于：堆肥微生物改良了生物碳結構，提高了生物碳的吸附效率，增加了生物碳的污染修復效率；同時，生物碳促進了秸稈的堆肥，增強了堆肥微生物的活性，增加了堆肥微生物的污染修復效率。另外，本發明的土壤修復劑實現了生物碳和堆肥產品的聯合修復。