一种多功效土壤修复剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种多功效土壤修复剂及其制备方法 (Multifunctional soil remediation agent and preparation method thereof ) 是由 高进华 赵文 解学仕 杨恒哲 王婷婷 周丽 李元峰 张淑敏 白静 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及土壤修复技术领域,特别是涉及一种多功效土壤修复剂及其制备方法。本发明所述多功效土壤修复剂包括生物炭和可降解吸附成分；所述可降解吸附成分包括岩藻多糖、褐藻多酚、乙二胺二琥珀酸、聚己内酯、聚乳酸、聚乙烯醇和聚乙醇酸。本发明所述方法通过添加可降解吸附成分,既可与活性炭起到协同吸附重金属的作用,同时可降解吸附成分可被土壤中的微生物分解利用,有效地降低土壤中游离重金属的含量,促进相关微生物菌群的生长繁殖,对土壤结构、相关理化性质和土壤保水保肥能力起到一定的改善作用。(The invention relates to the technical field of soil remediation, in particular to a multifunctional soil remediation agent and a preparation method thereof. The multifunctional soil remediation agent comprises biochar and degradable adsorption components; the degradable adsorption component comprises fucoidin, brown algae polyphenol, ethylenediamine disuccinic acid, polycaprolactone, polylactic acid, polyvinyl alcohol and polyglycolic acid. According to the method, the degradable adsorption component is added, so that the degradable adsorption component and the active carbon can achieve the effect of cooperatively adsorbing heavy metals, and meanwhile, the degradable adsorption component can be decomposed and utilized by microorganisms in the soil, so that the content of free heavy metals in the soil is effectively reduced, the growth and the propagation of related microbial flora are promoted, and the soil structure, the related physicochemical property and the soil water and fertilizer retention capacity are improved to a certain extent.)
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，特别是涉及一种多功效土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
近年来，土壤功能失调、养分失衡、肥力下降、质量退化及重金属污染等问题成为土壤安全的重要威胁。持续提高农田土壤质量，修复已污染的土壤对维持生态环境平衡、保障农产品质量和品质、促进农业可持续发展具有重要意义。
土壤修复剂是一类可以修复和改善土壤质量的物质，在土壤安全与生态保护方面起到了物质支撑的作用，得到了广泛应用，市场潜力和发展空间巨大。但是目前来看，可有效地吸附土壤中的重金属离子且可被土壤降解，同时还可有效地调理土壤的其他理化性质的土壤调整剂还较少见。
发明内容
针对现有技术中的土壤修复剂存在的问题，本发明提供一种新型的多功效土壤修复剂，本发明所述的多功效土壤修复剂中包括：生物炭和可降解吸附成分；
所述可降解吸附成分包括岩藻多糖、褐藻多酚、乙二胺二琥珀酸、聚己内酯、聚乳酸、聚乙烯醇和聚乙醇酸。
活性炭具有一定的吸附土壤中重金属的作用，但是对重金属的吸附作用有限且不会对土壤的理化性质产生明显的调整作用，本申请发现，将活性炭与上述可降解吸附成分混合，上述成分与活性炭协同共同起到吸附金属离子的作用，且上述成分可被土壤中的某些微生物降解吸收，同时促进了相应的微生物菌群的生长繁殖，可同时起到改善土壤结构，调理土壤理化性质的作用。
优选的，所述多功效土壤修复剂中包括：
优选的，所述多功效土壤修复剂中还包括凹凸棒粉3～7份。凹凸棒粉也可起到一定的吸附作用，可与活性炭和可降解吸附成分起到协同作用。
优选的，所述多功效土壤修复剂中还包括过磷酸钙10～30份。
优选的，所述生物炭、凹凸棒粉以及可降解吸附成分的质量比为1：0.04～0.2：0.05～0.5。
本发明中，多功效土壤修复剂中生物炭、凹凸棒土和可降解的物质在上述用量比例下共同作用，会对最终的效果产生重要的影响。
本发明还保护本发明所述的多功效土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别称量生物炭、过磷酸钙、凹凸棒粉，制备成多功效土壤修复剂基体颗粒；
(2)将可降解吸附成分磨细过筛、均匀喷涂于基体颗粒表面；
(3)将基体颗粒于40℃～50℃条件下烘干，冷却制得成品。
本发明中，将可降解吸附成分喷涂于多功效土壤修复剂基体颗粒表面，一方面，能够增加可降解吸附成分与土壤重金属离子的接触面积，提高重金属离子被吸附的几率，提高土壤修复效果；另一方面，能够增加可降解吸附成分与土壤微生物的接触面积，为微生物提供营养，促进微生物生长。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明所述方法通过添加可降解吸附成分，既可与活性炭起到协同吸附重金属的作用，同时可降解吸附成分可被土壤中的微生物分解利用，有效地降低土壤中游离重金属的含量，促进相关微生物菌群的生长繁殖，对土壤结构、相关理化性质和土壤保水保肥能力的改善起到一定的作用，而且能广泛适用于多种类型的土壤；制备工艺简便，适用于工业化生产应用推广。
2)本发明进一步提出了该多功效土壤修复剂的制备方法，可使修复剂的修复效果更理想。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本发明的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1
本发明涉及一种多功效土壤修复剂，由以下重量份数的原料组成：生物炭60份，过磷酸钙20份，凹凸棒粉5份，岩藻多糖3份，褐藻多酚2份，乙二胺二琥珀酸2份，聚己内酯2份，聚乳酸2份，聚乙烯醇2份，聚乙醇酸2份。
本实施例还提供该多功效土壤修复剂的制备方法，包括如下工艺步骤：
(1)按重量份分别称量生物炭、过磷酸钙、凹凸棒粉，过筛后混匀、造粒，制备成多功效土壤修复剂基体颗粒；
(2)按照重量份将岩藻多糖、褐藻多酚、乙二胺二琥珀酸、聚己内酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚乙醇酸分别磨细过筛、混匀，均匀喷涂于基体颗粒表面；
(3)将基体颗粒于40℃～50℃条件下烘干，冷却、包装，制得成品。
实施例2
一种多功效土壤修复剂，由以下重量份数的原料组成：生物炭67.5份，过磷酸钙20份，凹凸棒粉5份，岩藻多糖1.5份，褐藻多酚1份，乙二胺二琥珀酸1份，聚己内酯1份，聚乳酸1份，聚乙烯醇1份，聚乙醇酸1份。
本实施例的多功效土壤修复剂的制备方法同实施例1。
实施例3
一种多功效土壤修复剂，由以下重量份数的原料组成：生物炭54份，过磷酸钙20份，凹凸棒粉5份，岩藻多糖3份，褐藻多酚3份，乙二胺二琥珀酸3份，聚己内酯3份，聚乳酸3份，聚乙烯醇3份，聚乙醇酸3份。
本实施例的多功效土壤修复剂的制备方法同实施例1。
对比例1
与实施例1相比，其区别在于，所述可降解吸附成分为岩藻多糖、褐藻多酚，对比例土壤修复剂由以下重量份数的原料组成：生物炭69份，过磷酸钙20份，凹凸棒粉5份，岩藻多糖3份，褐藻多酚3份。
对比例2
与实施例1相比，其区别在于，所述可降解吸附成分为乙二胺二琥珀酸、聚己内酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚乙醇酸，对比例土壤修复剂由以下重量份数的原料组成：生物炭60份，过磷酸钙20份，凹凸棒粉5份，乙二胺二琥珀酸3份，聚己内酯3份，聚乳酸3份，聚乙烯醇3份，聚乙醇酸3份。
对比例3
取市售生石灰100份，造粒后备用。本技术领域内，生石灰是常用的土壤修复类物质，具有提高土壤pH、降低重金属在土壤中的迁移性和生物有效性等功效，因此选用生石灰作为对比例。
实验例1
以上实施例1-3和对比例的应用效果如下：
申请人通过土壤培养试验，模拟研究本发明实施例的多功效土壤修复剂对重金属污染土壤的综合修复效果。
申请人在山东省临沂市临沭县青云镇韩东村耕田，取得原始未受污染土壤作为供试土壤，风干后备用。
表1供试土壤性质
表2供试土壤重金属含量
土培实验：称取供试风干土样5kg，将5g复合肥料(18-18-18)颗粒、10g改良剂(对比例使用生石灰)颗粒与土壤充分混匀，将含有0.01mol/L五水硫酸铜、0.01mol/L硫酸锌、0.01mol/L硫酸铅的混合溶液1L均匀喷洒到土壤中，进一步混匀后装入塑料桶，通风培养180天，期间维持土壤含水量为田间持水量的80％。第181天取样，处理后测定土壤部分重金属形态含量(Tessier法测定可交换态与残渣态)和土壤肥力指标(pH、阳离子交换量、碱解氮、速效磷、有效钾含量)。测试结果如下：
表3不同处理对土壤性质的影响
表4不同处理对土壤重金属形态的影响
通过试验结果可以看出，施用本发明制备的多功效土壤修复剂的综合应用效果优于对比例，实施例中实施例1处理效果最佳。整体来看，本发明多功效土壤修复剂可以明显改善土壤pH，增加土壤速效养分；同时，减少土壤重金属中可交换态占比，提升残渣态占比，达到钝化土壤重金属的修复效果。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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