[發(fā)明專利]一種從土壤中分離生物質(zhì)炭的方法及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811152330.7
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110964582A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲杰;丁錚;孫寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C10L5/44
• 分類號(hào): C10L5/44
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎;李薇

本發(fā)明公開(kāi)了一種從土壤中分離生物質(zhì)炭的方法及其應(yīng)用，所述方法包括以下步驟：步驟1，取實(shí)驗(yàn)土壤過(guò)80目篩，收集通過(guò)篩網(wǎng)的土壤，加入飽和氯化銫溶液后混合均勻，步驟2，取步驟1得到的樣品離心處理；步驟3，收集步驟2中離心所得的上清液，進(jìn)行過(guò)濾；步驟4，收集步驟3中過(guò)濾后的生物質(zhì)炭樣品，同時(shí)收集步驟3中過(guò)濾后得到的氯化銫液體，重新添加氯化銫固體制成飽和溶液以用于重復(fù)分離與提取生物質(zhì)炭樣品；步驟5，向步驟4中得到的生物質(zhì)炭樣品內(nèi)加入蒸餾水，進(jìn)行離心分離；此步驟重復(fù)3～5次以充分清洗掉氯化銫；步驟6，將步驟5中生物質(zhì)炭樣品進(jìn)行冷凍干燥。本發(fā)明的方法綠色環(huán)保，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從土壤中分離生物質(zhì)炭的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

生物質(zhì)炭是生物質(zhì)熱解過(guò)程中產(chǎn)生的一種高度芳香化的富碳物質(zhì)，與生物質(zhì)原料相比， 其性質(zhì)更為穩(wěn)定，施加到土壤中很難被微生物降解，能夠在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，能在環(huán)境中保 留90～1600年不等，起到增加土壤碳庫(kù)儲(chǔ)量的作用。因此，作為一種新型環(huán)境污染修復(fù)材料 被廣泛關(guān)注，尤其在土壤固碳和土壤污染控制與修復(fù)中的應(yīng)用成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

研究表明，生物質(zhì)炭具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)，巨大的比表面積，炭表面具有豐富的官能團(tuán)和 表面電荷等理化性質(zhì)，能高效吸附多環(huán)芳烴、有機(jī)農(nóng)藥等多種疏水性有機(jī)污染物和重金屬等 無(wú)機(jī)污染物，降低動(dòng)植物對(duì)污染物的生物可利用度；但生物質(zhì)炭的強(qiáng)吸附作用是否會(huì)抑制或 促進(jìn)微生物降解及其作用機(jī)制方面的研究結(jié)論還未達(dá)成一致。到目前為止，在生物質(zhì)炭添加 對(duì)土壤微生物降解的影響方面的研究，均采用“炭-土”整體的方法，這種方法對(duì)于研究生物 質(zhì)炭施加到土壤后，生物質(zhì)炭與土壤及土壤中有機(jī)污染物的相互作用過(guò)程及這些過(guò)程對(duì)有機(jī) 污染物結(jié)合的位置、生物可利用性、毒性、濃度的影響，以及生物質(zhì)炭對(duì)微生物數(shù)量及群落 結(jié)構(gòu)的影響，并不能提供直接、有利的信息。因此，生物質(zhì)炭的分離、提取是開(kāi)展生物質(zhì)炭 對(duì)污染土壤修復(fù)研究的關(guān)鍵，對(duì)于更深入的研究生物質(zhì)炭修復(fù)污染土壤的效果及機(jī)理至關(guān)重 要。

目前，從土壤中分離生物質(zhì)炭的方法有兩種。一種是先采用濕式篩分法將土壤按照粒徑 分為不同組分，再將濕土壤加入飽和氯化銫溶液進(jìn)行密度分離，該方法操作復(fù)雜且分離率較 低；另外一種是先采用飽和氯化鈉溶液對(duì)土壤樣品進(jìn)行處理，得到初步分離樣品再用飽和碘 化鈉溶液進(jìn)行二次分離，此方法雖分離效率較高但操作繁瑣需要二次分離，分離成本較高。 因此，如何尋找到一種高效、方便、成本低的從土壤中分離生物質(zhì)炭的方法，是目前亟待解 決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種從土壤中分離生物質(zhì)炭的 方法，該方法采用密度差的原理進(jìn)行分離，可高效分離、提取土壤中的生物質(zhì)炭，為更深入 的研究生物質(zhì)炭修復(fù)污染土壤的效果及機(jī)理提供理論依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種從土壤中分離生物質(zhì)炭的方法，包括以下步驟：

步驟1，取實(shí)驗(yàn)土壤過(guò)80目篩(沒(méi)有研磨，只是過(guò)篩，80目與生物炭目數(shù)保持一致)，收集通過(guò)篩網(wǎng)的土壤，加入飽和氯化銫溶液后混合均勻，其中飽和氯化銫溶液的體積份與所 述土壤的質(zhì)量份比為(15-25):2，所述體積份的單位為ml，質(zhì)量份的單位為g；

步驟2，取步驟1得到的樣品，于1500-2500r/min條件下離心20-30min；

步驟3，收集步驟2中離心所得的上清液，進(jìn)行過(guò)濾；

步驟4，收集步驟3中過(guò)濾后的生物質(zhì)炭樣品，同時(shí)收集步驟3中過(guò)濾后得到的氯化銫 液體，重新添加氯化銫固體制成飽和溶液以用于重復(fù)分離與提取生物質(zhì)炭樣品，將生物質(zhì)炭 樣品合并待用；

步驟5，向步驟4中得到的生物質(zhì)炭樣品內(nèi)加入蒸餾水，進(jìn)行離心分離，棄去上清液； 此步驟重復(fù)3～5次以充分清洗掉氯化銫，得到清洗后的生物質(zhì)炭樣品；