[發(fā)明專利]一種修復(fù)釩污染土壤的生物炭及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910830079.3
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110560470A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊金燕;李金鑫;于雅琪
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;C01B32/05
• 代理公司: 51241 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明提供一種修復(fù)釩污染土壤的生物炭，其制備方法，將水稻秸稈放置于陶瓷坩堝中，壓實后蓋上坩堝蓋，置于馬弗爐高溫?zé)峤?h，溫度設(shè)置650℃；待馬弗爐內(nèi)溫度降低后，取出水稻秸稈生物炭置于干燥器中冷卻；將冷卻后的水稻秸稈生物炭研磨過200目篩，得到所需的生物炭材料。本發(fā)明提供的修復(fù)釩污染土壤的生物炭，用于修復(fù)釩污染的土壤，能有效降低土壤中水溶態(tài)釩、有效態(tài)釩和五價釩，同時還能改良土壤理化性質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種修復(fù)釩污染土壤的生物炭及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，我國釩產(chǎn)量逐年整長，年平均增速達16.8％，高于全球平均水平，作為對世界釩產(chǎn)量增量貢獻最大的國家，目前我國已擁有超過世界四分之一的釩產(chǎn)能。近年來，我國釩污染事件相繼在湖北監(jiān)利、河南淅川、湖南沅陵、湖南辰溪、陜西山陽等地發(fā)生。我國湖南某釩渣堆放區(qū)周圍的V含量為1613.30mg/kg，是我國土壤背景值的14.9倍。我國西南地區(qū)已有26.49％的土壤受到V污染。四川攀西地區(qū)某尾礦周圍的土壤V含量為100.03mg/kg，農(nóng)田土壤V含量為99.96mg/kg。攀枝花某冶煉區(qū)土壤中V的含量最高可達938.4mg/kg，遠遠超過中國土壤釩背景值。

污染物進入土壤后，土壤自身的凈化作用會降低污染物的含量或者毒性，但超過土壤環(huán)境容量時，進入土壤環(huán)境的污染物不能得到消除或解毒，便需要人們采用適宜的技術(shù)手段對受污染土壤進行修復(fù)。

目前對于釩污染土壤修復(fù)的研究中，鈍化法較為常見。李天然等采用鐵基固體材料和液態(tài)鐵基穩(wěn)定劑對釩污染土壤進行固化和穩(wěn)定化研究，采用對修復(fù)后土壤的浸出液中污染元素的濃度進行測定的方法來評價修復(fù)效果，其中，0.5％添加量的FeSO₄穩(wěn)定劑可以使穩(wěn)定效率達到100.0％，1％添加量的鐵粉和硫酸亞鐵可以使釩的固定效率分別達到97.7％和98.8％。張文杰等采用殼聚糖和活性炭對釩污染土壤進行修復(fù)，其中1％添加量的殼聚糖在30d時對釩具有最高穩(wěn)定化率，為74.04％。丁旭彤等利用鈣基固化劑修復(fù)釩污染土壤的研究結(jié)果表明，在添加量分別為0.5％、1％和2％時，三種鈣基固化劑對釩的固化率由高到低依次為氧化鈣>氯化鈣>羥基磷灰石，其中在添加量為2％固化3h時，氧化鈣對釩的固化率為99.0％；施加氧化鈣后，土壤中釩的殘渣態(tài)占比為22.9％，與對照相比提高了76.2％。

鈍化法的原理是利用鈍化材料將土壤中的重金屬離子的生物可利用性降低，從而減少其對植物的影響以及降低重金屬的遷移性，因此，選擇合適的鈍化材料十分重要，其中能夠?qū)ν寥拉h(huán)境影響較小，并不會產(chǎn)生二次污染的材料尤為關(guān)鍵。

生物炭是在缺氧條件下由生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化得到的固體產(chǎn)物，可作為改良土壤、提高資源利用率、改善特定環(huán)境污染的添加劑，是減少溫室氣體排放的有效手段。生物炭的大量元素組成及灰分的元素組成往往可以成為土壤養(yǎng)分而被植物吸收利用，因此生物炭是一種不可或缺的有機肥料，對環(huán)境造成的危害也更小。大多數(shù)生物炭呈堿性，這樣的酸堿特性使得生物炭可以應(yīng)用于酸性土壤的改良及重金屬污染土壤修復(fù)。作為一種環(huán)境友好的材料，生物炭目前在環(huán)境中的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋了方方面面，比如作為土壤改良劑應(yīng)用于貧瘠土壤的肥力改良；作為生物載體用于水污染修復(fù)；作為重金屬鈍化劑對重金屬污染土壤進行鈍化修復(fù)等。

目前，生物炭應(yīng)用于環(huán)境中釩污染的相關(guān)研究主要集中在對釩污染水體的修復(fù)，其在釩污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用研究較為薄弱，因此，開發(fā)一種可用于修復(fù)釩污染土壤的生物碳型穩(wěn)定劑是一個亟待研究解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種修復(fù)釩污染土壤的生物炭及其制備方法和應(yīng)用，采用水稻秸稈生物炭作為改良材料，探索一種高效且環(huán)境友好的釩污染土壤改良方法。

具體的技術(shù)方案：

一種修復(fù)釩污染土壤的生物炭，具體制備方法如下：