本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

土壤修復(fù)技術(shù)大體上分為物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)(包括微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù))三類。由于導(dǎo)致土壤污染的原因千差萬別，且土壤往往受到多種污染，實(shí)踐中，人們通常需要綜合運(yùn)用物理的、化學(xué)的、生物的修復(fù)技術(shù)來修復(fù)被污染的土壤。具體到汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)等重金屬污染的土壤而言，化學(xué)修復(fù)技術(shù)為主要的修復(fù)手段，而物理修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)也有一定的作用。

現(xiàn)有的化學(xué)修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤的修復(fù)方面具有一定的作用，但也有較大的局限性。例如，201610079927.8號(hào)發(fā)明專利申請說明書公開了一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，按重量比由以下成分組成：生物質(zhì)炭30—50％、硅藻土5—10％、鈉基膨潤土5—10％、活性氧化鋁5—10％、二硫代氨基甲酸鹽10—20％、乙二胺四乙酸5—10％、酒石酸5—10％、聚丙烯酰胺5—10％、十二烷基磺酸鈉5—10％。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該重金屬污染土壤修復(fù)劑對于被鎘、鉛、砷污染的土壤的修復(fù)具有一定的作用，但是，對于被其他重金屬元素污染的土壤，特別是被同時(shí)受到有機(jī)物污染的土壤的修復(fù)來說，該重金屬污染土壤修復(fù)劑的作用甚微。又如，201410076204.3號(hào)發(fā)明專利申請說明書公開了一種采用秸稈為原料的土壤修復(fù)劑，由生物碳、秸稈和土壤混合后得到堆肥原料，將堆肥原料進(jìn)行堆肥處理，得到所述土壤修復(fù)劑。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該土壤修復(fù)劑難以修復(fù)被多種重金屬和有機(jī)物污染的土壤。

除上述專利文獻(xiàn)外，申請人在完成本發(fā)明的過程中，還著重研究了了下述學(xué)術(shù)論文和專利文獻(xiàn)中的相關(guān)技術(shù)方案：

1、劉奇、李智：《土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展與現(xiàn)狀》，載《化工管理》，2016年07期。

2、趙國靜等：《不同修復(fù)劑對重金屬污染土壤修復(fù)的研究》，載《環(huán)境科學(xué)與管理》，2015年11期。

3、李溱等：《一種新的重金屬污染土壤修復(fù)劑-二硫代氨基甲酸殼聚糖固定鎘效果的研究》，載《中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集》。

4、201410557267.0號(hào)發(fā)明專利申請說明書。

5、201410075364.6號(hào)發(fā)明專利申請說明書。

6、201510016364.2號(hào)發(fā)明專利申請說明書。

7、201510294302.9號(hào)發(fā)明專利申請說明書。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，其目的旨在有效地修復(fù)被汞、鎘、鉛、鉻、砷等多種重金屬污染的土壤，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，按重量百分比，其含有生物炭35—55％、海泡石10—20％、水溶性固體有機(jī)酸5—10％、磷酸二氫鈣5—10％、硫代硫酸鹽10—20％、余量為天然石膏。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明可進(jìn)一步采用下述技術(shù)手段，以便更好地解決土壤修復(fù)問題：

所述生物炭是用香蕉樹或者芭蕉樹的莖葉為原料制作的。

進(jìn)一步地，所述水溶性固體有機(jī)酸為固體草酸或固體酒石酸。

進(jìn)一步地，所述硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀或硫代硫酸銨。

進(jìn)一步地，在每100克所述重金屬污染土壤修復(fù)劑中，另行添加5—10克季銨鹽。對于既受到重金屬污染，又受到有機(jī)物污染的土壤來說，添加季銨鹽有助于更好地解決有機(jī)物污染問題。

進(jìn)一步地，在所述生物炭的空隙中接種有高效降解菌。亦即將現(xiàn)有技術(shù)中對土壤中的重金屬或有機(jī)污染物具有高效降解作用的微生物接種到所述生物炭的空隙中，從而進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明的土壤修復(fù)能力。

本發(fā)明一種重金屬污染土壤修復(fù)劑的制備方法包括制備生物炭的步驟、按照上述重量百分比將所制備的生物炭與海泡石、水溶性固體有機(jī)酸、磷酸二氫鈣、硫代硫酸鹽、天然石膏研磨成粒徑小于或等于1mm的顆粒并充分混合的步驟。

進(jìn)一步地，還包括在所述生物炭的空隙中接種高效降解菌的步驟。

所述生物炭的制備方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明優(yōu)選廢棄的香蕉樹或者芭蕉樹的莖葉制作生物炭，其原因在于，用香蕉樹或者芭蕉樹的莖葉制作的生物炭具有極強(qiáng)的吸附有害物質(zhì)的能力，且其中的空隙便于接種高效降解菌。

本發(fā)明具有下述有益效果：

不僅能鈍化土壤中的汞、鎘、鉛、鉻、砷等重金屬，而且也能吸附并徹底降解土壤中的有機(jī)污染物。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，按重量百分比，其含有生物炭35％、海泡石20％、固體酒石酸10％、磷酸二氫鈣10％、硫代硫酸鈉20％、余量為天然石膏。所述生物炭采用廢棄的香蕉樹的莖葉為原料制備。

修復(fù)被重金屬污染的土壤時(shí)，可先將土壤破碎成粒徑小于或等于2mm的顆粒，再將所述重金屬污染土壤修復(fù)劑與被污染的土壤按1:25的比例(干重)充分混合，加適量的水(使土壤保持濕潤即可)，20天后即可完成修復(fù)。修復(fù)效果見表1

實(shí)施例二

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，按重量百分比，其含有生物炭55％、海泡石10％、固體草酸5％、磷酸二氫鈣5％、硫代硫酸鉀15％、余量為天然石膏。所述生物炭采用廢棄的芭蕉樹的莖葉為原料制備。

其修復(fù)被重金屬污染的土壤的方法與實(shí)施例一相同。修復(fù)效果見表1。

實(shí)施例三

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，按重量百分比，其含有生物炭45％、海泡石15％、固體酒石酸8％、磷酸二氫鈣8％、硫代硫酸銨10％、季銨鹽7％、余量為天然石膏。所述生物炭采用廢棄的香蕉樹的莖葉為原料制備。

其修復(fù)被重金屬污染的土壤的方法與實(shí)施例一相同。修復(fù)效果見表1。

表1土壤樣品中可交換態(tài)有害成分去除率對照表

實(shí)驗(yàn)說明：

從同一塊受到多種重金屬以及芘等有機(jī)物污染的農(nóng)田中取樣，將樣品破碎并充分混合均勻后分為五等分，分別對五份樣品使用市場上已有的兩種修復(fù)劑(對照組1、對照組2)和根據(jù)實(shí)施例1—3所得到的修復(fù)劑進(jìn)行修復(fù)實(shí)驗(yàn)。修復(fù)后的檢測結(jié)果如表1所示。檢測結(jié)果表明，本發(fā)明能有效鈍化土壤中的有害成分，大幅度提高可交換態(tài)有害成分的除去率，從而實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)。

另需說明的是，本發(fā)明既可以分別使用香蕉莖葉、芭蕉莖葉為原料制作生物炭，也可以按任意比例將香蕉莖葉和芭蕉莖葉混合起來制作生物炭，還可以使用其他生物原料制作生物炭。此外，當(dāng)土壤中的某種有害成分的含量畸高時(shí)，為了有效降低該有害成分的活性(可交換性)，可在本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑中的生物炭的空隙中接種相應(yīng)的高效降解菌，從而進(jìn)一步提高本發(fā)明修復(fù)土壤的效果。例如，運(yùn)用木賊鐮刀菌來降解芘等有機(jī)物污染物是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)，對于既受到重金屬污染，又受到有機(jī)物污染，且芘的含量畸高的土壤，可以在本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑中的生物炭的空隙中接種木賊鐮刀菌。接種木賊鐮刀菌的方法如下：

步驟一，將木賊鐮刀菌的菌種接入液體培養(yǎng)基中進(jìn)行微生物培養(yǎng)，待菌種生長到對數(shù)生長期后，離心富集木賊鐮刀菌，得到木賊鐮刀菌菌體。

步驟二，將木賊鐮刀菌菌體加入到生物炭中，混合均勻，得到吸附有木賊鐮刀菌的生物炭。