[發明專利]一種去除煤礦區重金屬的土壤改良劑

在審

• 申請號: 202011198369.X
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112457857A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 高磊;逯娟;侯云龍;趙文青;趙博
• 申請（專利權）人: 蘭州資源環境職業技術學院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C09K101/00
• 代理公司: 蘭州嘉諾知識產權代理事務所(普通合伙) 62202
• 代理人: 李冉冉

本發明屬于土壤修復技術領域，具體為一種去除煤礦區重金屬的土壤改良劑。包括A組份和B組份，所述A組份和B組份按照重量比1:1到2:1的比例摻雜均勻，本發明利用腐化的秸稈與土壤中的Cd²⁺發生吸附、絡合/螯合及沉淀作用而影響Cd在土壤中的形態分類，利用酵母菌對重金屬的生物轉化作用主要包括氧化與還原，甲基化與去甲基化，溶解作用以及有機絡合配位降解轉化重金屬，同時，酵母菌也能夠對秸稈起到一定的腐化作用，另外，利用生物碳的吸附作用，有效的將土壤中的重金屬進行吸附，利用重金屬耐性菌的生物分解吸附的重金屬進行分解，最終達到修復土壤的目的。

技術領域

本發明涉及土壤修復技術領域，具體為一種去除煤礦區重金屬的土壤改良劑。

背景技術

土壤是國家重要的自然資源，也是人類賴以生存和發展的物質基礎。隨著人口的增加、礦業的發展和人均耕地面積的減少，合理利用、管理和修復礦區土壤資源顯得尤為重要。我國的能源結構以煤炭為主，煤炭占一次性能源消費的70％左右。煤炭在為我國經濟發展做出巨大貢獻的同時，也對礦區土壤環境造成了嚴重影響。如煤炭開采區地表塌陷；礦區固體廢棄物(煤矸石、粉煤灰)在地表堆積使土地資源喪失、土壤用途改變及污染等。

目前，我國煤礦地區的土壤通過與金屬礦土壤重金屬的對比，發現除As、Cr和Ni差異性不顯著以外，煤礦區土壤重金屬含量相對較低。其主要以Cd（鎘）污染最為嚴重，Cd為植物非必需元素，僅在低濃度下對少數植物生長有促進作用，對大多數植物而言有明顯的毒害作用。輕則引起植物代謝紊亂，阻礙其生長發育，重則導致植物死亡，同樣，鎘在植物內富集后，如果通過食用進入到動物或人體體內，會有6~10%被吸收，這些被吸收的鎘被血液運輸到肝，并與蛋白質結合，然后輸送到其他組織，由于體內缺乏有效的保持平衡的技術，會使體內的鎘不斷積蓄，最終對人體肺部、肝臟、腎臟、心血管系統、骨骼、泌尿生殖系統、免疫系統、神經系統造成傷害，現已證實肺癌、前列腺癌以及乳腺癌均勻其有關，為此，對于煤礦區的土壤修復的研究意義重大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種去除煤礦區重金屬的土壤改良劑，設計合理、配方簡單且能夠有效對煤礦區的土壤進行修復的。

為解決上述技術問題，本發明一種去除煤礦區重金屬的土壤改良劑包括A組份和B組份，所述A組份和B組份按照重量比1~2:1的比例摻雜均勻，其中，所述A組份的制備方法包括以下有效步驟：

a、首先將秸稈打堆并保溫保濕，促進秸稈腐化，待用；

b、將酵母菌株經試管斜面培養、F瓶接種培養、卡氏瓶接種培養、種子罐發酵至商品罐發酵；

c、將腐化后的秸稈加入到商品罐內，使酵母菌與秸稈充分結合；

d、將結合酵母菌的秸稈經板框壓濾、造粒后即可得到A組份；

所述B組份的制備方法包括以下有效步驟：

A、首先將生物質原材料在完全或部分缺氧的情況下經熱解碳化得到生物碳；

B、將生物碳粉碎至粒徑小于1mm，備用；

C、將重金屬耐性菌至于培養基中進行培養，待菌種擴繁；

D、將b步驟制得的生物碳加入到培養基中，并混合均勻，進行發酵培養，制得重金屬耐性菌生物碳發酵液；

E、將殼聚糖、海藻酸鈉按照重量比2:1的比例加入到重金屬耐性菌生物碳發酵液，攪拌均勻后，經注射裝置擠壓到氯化鈣溶液中進行交聯反應，交聯反應時間為10~48h，即得到B組份。

根據權利要求1所述的一種去除煤礦區重金屬的土壤改良劑，其特征在于，所述a步驟中，還添加有秸稈腐化劑。

優選的，所述A步驟中，生物質原材料為農作物秸稈。

優選的，所述重金屬耐性菌為銅綠假單胞菌、枯草芽孢桿菌以及云芝栓孔菌。