[發明專利]一種重金屬污染土壤修復方法

在審

• 申請號: 202110404812.2
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112974516A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李蓮芳;蘇倩倩;朱昌雄;耿兵;劉雪;葉婧;李紅娜;田云龍
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;B09C1/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種重金屬污染土壤修復方法，其特征在于，所述方法包括：

將改性生物質炭與土壤混合，進行老化，隨后加入蚯蚓進行孵育。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性生物質炭和土壤的質量比為(0.1～0.5):100；

優選地，所述老化的溫度為23～27℃；

優選地，所述老化的時間為42h～336h；

優選地，所述孵育的溫度為23～27℃；

優選地，所述蚯蚓的數量與土壤的重量的配比為1條:(20～40)g；

優選地，所述蚯蚓包括赤子愛勝蚓。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括制備改性生物質炭的步驟；

優選地，所述改性生物質炭的制備方法包括以下步驟：

(1)將生物質原料炭化，得到炭化復合物；

(2)將所述炭化復合物與鹽酸溶液混合，進行反應，隨后用水清洗，得到預處理炭材料；

(3)將所述預處理炭材料和改性劑混合，進行超聲處理，得到炭復合物；

(4)將所述炭復合物蒸干，并進行無氧熱解，得到所述改性生物質炭。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述生物質原料包括小麥秸稈；

優選地，步驟(1)所述炭化的溫度為500～700℃；

優選地，步驟(1)所述炭化的時間為1～3h。

5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述鹽酸溶液的濃度為0.5～1.5mol/L；

優選地，步驟(2)所述炭化復合物與鹽酸溶液的固液比為1g:(4～6)mL；

優選地，步驟(2)所述反應的溫度為25～35℃；

優選地，步驟(2)所述反應的時間為10～14h。

6.根據權利要求3-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述改性劑包括高錳酸鉀和鈰鹽；

優選地，所述鈰鹽包括水溶性鈰鹽；

優選地，所述水溶性鈰鹽包括氯化鈰、硝酸鈰、醋酸鈰或硫酸鈰中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述炭材料、高錳酸鉀和鈰鹽的用量比為1g:(0.0005～0.0015)mol:(0.002～0.003)mol；

優選地，步驟(3)所述超聲處理的時間為1～3h。

7.根據權利要求3-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述蒸干的溫度為90～100℃；

優選地，步驟(4)所述無氧熱解的溫度為550～650℃；

優選地，步驟(4)所述無氧熱解的時間為1～3h。

8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括預培養蚯蚓的步驟；

優選地，所述預培養蚯蚓的基質包括草炭土；

優選地，所述預培養的溫度為23～27℃；

優選地，所述預培養的濕度為65～75％；

優選地，所述預培養的時間為12～16天；

優選地，所述預培養在避光條件下進行。

9.根據權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，所述預培養后還包括清腸的步驟；

優選地，所述清腸包括將預培養后的蚯蚓清洗并置于容器中；

優選地，所述清腸的時間為42～54h。

10.根據權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1’)將蚯蚓置于草炭土中并于23～27℃、濕度為65～75％預培養12～16天，選取具有生殖環帶的成年蚯蚓，清洗并置于燒杯中，清腸42～54h；

(2’)于500～700℃，將生物質原料炭化1～3h，得到炭化復合物；

(3’)按固液比為1g:(4～6)mL將所述炭化復合物與濃度為0.5～1.5mol/L的鹽酸溶液混合，于25～35℃進行反應10～14h，隨后用水清洗至中性，得到炭材料；

(4’)按用量比為1g:(0.0005～0.0015)mol:(0.002～0.003)mol將所述炭材料、高錳酸鉀和鈰鹽混合，進行超聲處理1～3h，得到炭復合物；

(5’)將所述炭復合物于90～100℃恒溫水浴蒸干，并于550～650℃進行無氧熱解1～3h，得到改性生物質炭；

(6’)按質量比為(0.1～0.5):100將所述改性生物質炭加入土壤中，加入水，保持土壤的含水量為40％～70％田間持水量，于23～27℃老化42h～336h，按蚯蚓與土壤的配比為1條:(20～40)g加入上述蚯蚓，于23～27℃進行孵育，并保持土壤的含水量為60％～70％田間持水量，實施污染土壤修復。