[發明專利]生物炭與植物聯合修復鎘污染土壤的方法

在審

• 申請號: 201910921353.8
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110624948A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 李亞林;劉蕾;王淑晴;張賽超;唐一凡;周垟
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10
• 代理公司: 41131 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 朱俊峰

生物炭與植物聯合修復鎘污染土壤的方法，包括以下步驟，（1）對生物秸稈進行處理制備生物炭；（2）對土壤進行物理處理；（3）對物理處理后土壤進行化學處理，得到鎘污染土壤；（4）將生物炭加入到鎘污染土壤中，混合均勻，然后種植黑麥草；（5）種植黑麥草期間，以7天為間隔取土樣進行鎘含量測定，種植45d后將黑麥草收割，并測定各個土樣的含鎘含量以及收割后黑麥草莖葉部和根部的鎘含量。本發明制備的生物炭疏松多孔，具有管狀的通道，比表面積大，具有很大的吸附能力，不僅有益于黑麥草生長繁殖，增強黑麥草的富集作用，而且更好的吸附土壤中重金屬，且不產生二次污染，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于環境修復技術領域，具體涉及一種生物炭與植物聯合修復鎘污染土壤的方法。

背景技術

近年來，無論在中國還是在世界范圍內，控制和減輕重金屬對環境的污染和危害已成為一個焦點問題。相較于水污染與空氣污染，土壤重金屬污染具有不可見性和隱蔽性。目前，國內外用來修復土壤重金屬的方法主要有物理法、化學法以及生物法。物理法有熱解吸法、電化學法和提取法等技術對土壤重金屬污染進行治理。其中在實踐中常用的工程措施主要包括換土、客土和深耕翻土等措施。但是工程量大，成本高，存在對污土的二次處理問題?；瘜W法常通過添加外來物質，以改變土壤的化學性質，從而改變重金屬形態及其生物有效性等，最終抑制或降低作物對重金屬的吸收。但其只是改變了重金屬的形態，并沒有從根本上去除土壤中的重金屬，而且添加的化學試劑也可能對生態環境造成二次污染。

植物修復技術與傳統的物理化學法相比，對環境干擾小、投資少、無二次污染等特點，成為近年來的研究熱點。黑麥草是一種禾本科植物，一年生或多年生草本植物，它具有再生能力強、易于種植、生長速率快、生物量大的特點，且環境適應性強，對重金屬具有富集作用；生物炭呈堿性，富含碳素和一定量的灰分，具有較豐富的空隙結構以及較大的比表面積，吸附性能優異等特點，能有效的降低重金屬在土壤中的遷移性，提高植物的修復效率。

楊園等研究表明，生物炭和豬糞堆肥對Cd污染土壤上黑麥草有影響，黑麥草對重金屬鎘表現出超強的耐性，并吸收土壤中的重金屬鎘。肖亮亮等利用藥渣生物炭基質聯合麥飯石對黑麥草生長進行研究表明，添加生物炭使黑麥草的生物量增加。這些研究大都只針對于黑麥草的生理生化，而污染土壤的修復機制較少，所以本實驗是以生物炭聯合黑麥草修復含鎘的污染土壤為目的展開研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種生物炭與植物聯合修復鎘污染土壤的方法，通過在鎘污染土壤中種植富集植物黑麥草，并在其污染土壤中添加不同類生物炭，通過利用生物炭以增強黑麥草對于土壤中鎘的吸附能力，實現土壤重金屬鎘污染的高效、快速安全修復。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：生物炭與植物聯合修復鎘污染土壤的方法，包括以下步驟，

（1）對生物秸稈進行處理制備生物炭；

（2）對土壤進行物理處理；

（3）對物理處理后土壤進行化學處理，得到鎘污染土壤；

（4）將生物炭加入到鎘污染土壤中，混合均勻，然后種植黑麥草；

（5）種植黑麥草期間，以7天為間隔取土樣進行鎘含量測定，種植45d后將黑麥草收割，并測定各個土樣的含鎘含量以及收割后黑麥草莖葉部和根部的鎘含量。

步驟（1）的具體過程為，生物秸稈選擇小麥和玉米秸稈，將小麥和玉米秸稈破碎成20目的大小顆粒狀，放于帶蓋的坩堝中，蓋上蓋以隔絕氧氣；打開馬弗爐開關，將坩堝放入馬弗爐內，設定預熱時間30min，使溫度升高到400℃裂解2h，再降溫至100℃以下，關掉馬弗爐開關，取出坩堝待冷卻后磨碎、過60目篩，得到生物炭，倒入密封袋中，備用。

步驟（2）的具體過程為，將土壤破碎過孔徑為2mm的濾網去除石塊、樹枝以及其他雜物，將土壤置于密封袋內保存。