本發(fā)明涉及土壤修復(fù)劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效土壤修復(fù)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
從環(huán)境污染方面所說的重金屬，主要是指汞、砷、鉛、鉻、鎘等，這些重金屬污染土壤，不但導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力下降而使糧食減產(chǎn)，而且能夠在植物和動物體內(nèi)積累并進入食物鏈，或通過污染空氣進入人的呼吸道，進入人體后和蛋白質(zhì)、酶等發(fā)生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的一些器官中累積并危害健康。
土壤重金屬污染主要來源有工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和交通運輸?shù)?。因工業(yè)生產(chǎn)和礦業(yè)開發(fā)的加劇以及人類日益增長的物質(zhì)需要所帶來的重金屬污染呈逐年增加之勢。
土壤重金屬污染不僅因直接造成糧食減產(chǎn)而帶來巨大的經(jīng)濟損失，而且經(jīng)水、大氣、植物等介質(zhì)或食物鏈最終危害人體健康。更為嚴重的是這種污染具有長期性、隱蔽性和不可逆性的特點，因此，對土壤重金屬污染修復(fù)是一個棘手的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高效土壤修復(fù)劑及其制備方法，可高效吸附土壤中的重金屬離子，對土壤修復(fù)和改良作用顯著，作用全面、實用性強，對作物種子、根系無害，還可以刺激作物生長，增強作物免疫力。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種高效土壤修復(fù)劑，包括以下份計的原料：凹凸棒土90~110份、改性麥飯石70~80份、生物質(zhì)原料55~65份、復(fù)合菌液45~55份、有機肥30~40份、碳酸鹽25~30份、粘結(jié)劑15~25份和水100~120份；
所述有機肥包括以下份計的原料：谷殼碳10~25份、大豆餅2~10份、螃蟹殼粉2~8份、草木灰1~3份、木薯渣1~2份、牛糞1~2份和發(fā)酵劑0.2~1.2份。
優(yōu)選地，包括以下份計的原料：凹凸棒土100份、改性麥飯石75份、生物質(zhì)原料60份、復(fù)合菌液50份、有機肥35份、碳酸鹽27份、粘結(jié)劑20份和水110份；
所述有機肥包括以下份計的原料：谷殼碳18份、大豆餅6份、螃蟹殼粉5份、草木灰2份、木薯渣1.5份、牛糞1.5份和發(fā)酵劑0.8份。
優(yōu)選地，所述改性麥飯石包括以下份計的原料：麥飯石25~35份、殼聚糖15~20份、過硫酸鉀2~10份、植酸2~8份和去離子水10~20份。
優(yōu)選地，所述改性麥飯石的制備方法為：將麥飯石在400~500℃條件下高溫煅燒2~3h，取出后放入反應(yīng)容器中，加入過硫酸鉀、殼聚糖和去離子水，混合攪拌反應(yīng)20~30min，然后加入植酸繼續(xù)攪拌反應(yīng)10~20min得到混合物料，混合物料經(jīng)干燥和粉碎得到改性麥飯石。
優(yōu)選地，所述生物質(zhì)原料為農(nóng)作物秸稈或者竹木廢棄物。
優(yōu)選地，所述復(fù)合菌液為芽孢桿菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸鹽為碳酸鈣或者碳酸鎂。
優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為羧甲基淀粉、糊精和硅藻土中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述發(fā)酵劑為釀酒酵母或者綠色木霉。
本發(fā)明還提供一種高效土壤修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、凹凸棒土提純處理：將凹凸棒土研磨粉碎成粒徑0.5~2mm的顆粒，然后浸泡于1~2%的氫氧化鈉溶液中3~4h進行提純，過濾干燥得提純處理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性處理：將步驟（2）得到的凹凸棒土粉末加入質(zhì)量濃度為10~15%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速200~300r/min攪拌15~25min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為6~8，再過濾，干燥得到改性處理的凹凸棒土粉末，備用；
（3）、將生物質(zhì)原料放入粉碎機粉碎，纖維長度控制為5～10mm，干燥至含水率為5~8%，得到生物質(zhì)原料粉末，備用；
（4）、將步驟（2）得到的改性處理的凹凸棒土粉末和步驟（3）得到的生物質(zhì)原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均勻后送入圓盤造粒機中，并配合加入適量的水蒸氣造粒，造出的顆粒經(jīng)烘干、冷卻、篩分后得到所述高效土壤修復(fù)劑。
本發(fā)明的有益效果：可高效吸附土壤中的重金屬離子，對土壤修復(fù)和改良作用顯著，作用全面、實用性強，對作物種子、根系無害，還可以刺激作物生長，增強作物免疫力，具體如下：
（1）、本發(fā)明的土壤修復(fù)劑各原料成分對人體和環(huán)境均無害，綠色環(huán)保，其中，以凹凸棒土為主要原料，能夠穩(wěn)定和提高、平衡土壤的物理機能，凹凸棒土資源豐富、原料廉價，制造成本低，對凹凸棒土做改性處理，利用化學(xué)反應(yīng)的原理提高了凹凸棒土的改性活躍度，使得凹凸棒土的改性更為徹底，最大限度的活化凹凸棒土，使其層間距離增大，吸附作用增強，可以高效地吸附土壤中的重金屬離子；
（2）、本發(fā)明中用殼聚糖對麥飯石進行改性處理，用過硫酸鉀作為引發(fā)劑，殼聚糖分子表面含有大量的氫鍵，植酸分子與殼聚糖分子通過氫鍵相互結(jié)合，從而使植酸分子結(jié)合在麥飯石分子表面，其中，植酸對絕大數(shù)金屬離子具有極強的絡(luò)合能力，具體地，植酸對二價金屬離子均可生成沉淀，植酸分子通過殼聚糖分子作為中間載體連結(jié)在麥飯石分子上，提高了本發(fā)明土壤修復(fù)劑對土壤中重金屬的吸附力度；
（3）、本發(fā)明中添加生物質(zhì)原料，是原始的有機肥源，作為土壤修復(fù)劑的原料之一用于土壤，能夠提高土壤的有機質(zhì)含量，增大土壤孔隙度，協(xié)調(diào)土壤中的熱量和濕度，另外，生物質(zhì)原料也為復(fù)合菌液的活動創(chuàng)造良好環(huán)境條件，協(xié)同作用，相互促進，加上有機肥的作用，使得本發(fā)明的土壤修復(fù)劑在修復(fù)土壤的基礎(chǔ)上，還可以促進作物生長，提高了土壤肥力；
（4）、本發(fā)明制備的土壤修復(fù)劑為顆粒狀，顆粒圓滑且硬度大，對農(nóng)作物的種子無危害，可與其它肥料一起做底肥，也可以與種子同播，適用范圍廣。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種高效土壤修復(fù)劑，包括以下份計的原料：
凹凸棒土90份；
改性麥飯石70份；
生物質(zhì)原料55份；
復(fù)合菌液45份；
有機肥30份；
碳酸鹽25份；
粘結(jié)劑15份；
水100份；
所述有機肥包括以下份計的原料：谷殼碳10份、大豆餅2份、螃蟹殼粉2份、草木灰1份、木薯渣1份、牛糞1份和發(fā)酵劑0.2份。
其中，所述改性麥飯石包括以下份計的原料：麥飯石25份、殼聚糖15份、過硫酸鉀2份、植酸2份和去離子水10份。
其中，所述改性麥飯石的制備方法為：將麥飯石在400℃條件下高溫煅燒2h，取出后放入反應(yīng)容器中，加入過硫酸鉀、殼聚糖和去離子水，混合攪拌反應(yīng)20min，然后加入植酸繼續(xù)攪拌反應(yīng)10min得到混合物料，混合物料經(jīng)干燥和粉碎得到改性麥飯石。
其中，所述生物質(zhì)原料為農(nóng)作物秸稈。
其中，所述復(fù)合菌液為芽孢桿菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸鹽為碳酸鈣。
其中，所述粘結(jié)劑為羧甲基淀粉。
其中，所述發(fā)酵劑為釀酒酵母。
本實施例中還提供一種高效土壤修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、凹凸棒土提純處理：將凹凸棒土研磨粉碎成粒徑0.5mm的顆粒，然后浸泡于1%的氫氧化鈉溶液中3h進行提純，過濾干燥得提純處理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性處理：將步驟（2）得到的凹凸棒土粉末加入質(zhì)量濃度為10%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速200r/min攪拌15min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為6，再過濾，干燥得到改性處理的凹凸棒土粉末，備用；
（3）、將生物質(zhì)原料放入粉碎機粉碎，纖維長度控制為5mm，干燥至含水率為5%，得到生物質(zhì)原料粉末，備用；
（4）、將步驟（2）得到的改性處理的凹凸棒土粉末和步驟（3）得到的生物質(zhì)原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均勻后送入圓盤造粒機中，并配合加入適量的水蒸氣造粒，造出的顆粒經(jīng)烘干、冷卻、篩分后得到所述高效土壤修復(fù)劑。
實施例2
一種高效土壤修復(fù)劑，包括以下份計的原料：
凹凸棒土110份；
改性麥飯石80份；
生物質(zhì)原料65份；
復(fù)合菌液55份；
有機肥40份；
碳酸鹽30份；
粘結(jié)劑25份；
水120份；
所述有機肥包括以下份計的原料：谷殼碳25份、大豆餅10份、螃蟹殼粉8份、草木灰3份、木薯渣2份、牛糞2份和發(fā)酵劑1.2份。
其中，所述改性麥飯石包括以下份計的原料：麥飯石35份、殼聚糖20份、過硫酸鉀10份、植酸8份和去離子水20份。
其中，所述改性麥飯石的制備方法為：將麥飯石在500℃條件下高溫煅燒3h，取出后放入反應(yīng)容器中，加入過硫酸鉀、殼聚糖和去離子水，混合攪拌反應(yīng)30min，然后加入植酸繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min得到混合物料，混合物料經(jīng)干燥和粉碎得到改性麥飯石。
其中，所述生物質(zhì)原料為竹木廢棄物。
其中，所述復(fù)合菌液為芽孢桿菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸鹽為碳酸鎂。
其中，所述粘結(jié)劑為糊精。
其中，所述發(fā)酵劑為綠色木霉。
本實施例中還提供一種高效土壤修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、凹凸棒土提純處理：將凹凸棒土研磨粉碎成粒徑2mm的顆粒，然后浸泡于2%的氫氧化鈉溶液中4h進行提純，過濾干燥得提純處理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性處理：將步驟（2）得到的凹凸棒土粉末加入質(zhì)量濃度為15%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速300r/min攪拌25min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為8，再過濾，干燥得到改性處理的凹凸棒土粉末，備用；
（3）、將生物質(zhì)原料放入粉碎機粉碎，纖維長度控制為10mm，干燥至含水率為8%，得到生物質(zhì)原料粉末，備用；
（4）、將步驟（2）得到的改性處理的凹凸棒土粉末和步驟（3）得到的生物質(zhì)原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均勻后送入圓盤造粒機中，并配合加入適量的水蒸氣造粒，造出的顆粒經(jīng)烘干、冷卻、篩分后得到所述高效土壤修復(fù)劑。
實施例3
一種高效土壤修復(fù)劑，包括以下份計的原料：
凹凸棒土100份；
改性麥飯石75份；
生物質(zhì)原料60份；
復(fù)合菌液50份；
有機肥35份；
碳酸鹽27份；
粘結(jié)劑20份；
水110份；
所述有機肥包括以下份計的原料：谷殼碳18份、大豆餅6份、螃蟹殼粉5份、草木灰2份、木薯渣1.5份、牛糞1.5份和發(fā)酵劑0.8份。
其中，所述改性麥飯石包括以下份計的原料：麥飯石30份、殼聚糖17份、過硫酸鉀6份、植酸5份和去離子水15份。
其中，所述改性麥飯石的制備方法為：將麥飯石在450℃條件下高溫煅燒2.5h，取出后放入反應(yīng)容器中，加入過硫酸鉀、殼聚糖和去離子水，混合攪拌反應(yīng)25min，然后加入植酸繼續(xù)攪拌反應(yīng)15min得到混合物料，混合物料經(jīng)干燥和粉碎得到改性麥飯石。
其中，所述生物質(zhì)原料為農(nóng)作物秸稈。
其中，所述復(fù)合菌液為芽孢桿菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸鹽為碳酸鈣。
其中，所述粘結(jié)劑為硅藻土。
其中，所述發(fā)酵劑為釀酒酵母。
本實施例還提供一種高效土壤修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、凹凸棒土提純處理：將凹凸棒土研磨粉碎成粒徑1mm的顆粒，然后浸泡于1.5%的氫氧化鈉溶液中3.5h進行提純，過濾干燥得提純處理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性處理：將步驟（2）得到的凹凸棒土粉末加入質(zhì)量濃度為12.5%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速250r/min攪拌20min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為7，再過濾，干燥得到改性處理的凹凸棒土粉末，備用；
（3）、將生物質(zhì)原料放入粉碎機粉碎，纖維長度控制為8mm，干燥至含水率為6%，得到生物質(zhì)原料粉末，備用；
（4）、將步驟（2）得到的改性處理的凹凸棒土粉末和步驟（3）得到的生物質(zhì)原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均勻后送入圓盤造粒機中，并配合加入適量的水蒸氣造粒，造出的顆粒經(jīng)烘干、冷卻、篩分后得到所述高效土壤修復(fù)劑。
參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。