本发明涉及肥料技术领域,具体涉及一种修复氯丹污染的肥料。
背景技术:
氯丹用作残留性杀虫剂。非内吸性触杀、胃毒性杀虫剂,具有长的残留期,在杀虫浓度下植物无药害;杀灭地下害虫,如蝼蛄、地老虎、稻草害虫等。在一些地区,在土壤中有一定的氯丹残留,氯丹长期存在于土壤中,会对土壤产生极大的破坏。氯丹污染土壤的修复方法中,较为常用的为表面活性剂修复和化学修复,化学修复为采用氧化剂对氯丹进行氧化,一些化学修复采用的修复剂在氧化氯丹的同时也会对环境产生较大的污染。因此,需要针对氯丹的特点,开发一种低成本、修复情况可控的、符合环境友好发展的、能高效缓解土壤氯丹污染,且不产生新的污染的新型农田肥料,既能实现作物增产,也能有效修复氯丹对土壤带来的污染,减少其在土壤中的含量,对我国农业发展和肥料领域有着重要的意义和迫切性。
技术实现要素:
本发明为解决上述技术问题,提供了一种修复氯丹污染的肥料。
具体是通过以下技术方案来实现的:
一种修复氯丹污染的肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素30~40、磷酸脲16~20、硝酸钠12~16、硫酸钾20~30、氯化钾10~15、腐植酸钠8~12、沼渣18~22、石膏10~15、海泡石8~12、硅藻土15~20、改性凹凸棒土18~24、改性硫酸亚铁15~20、植物提取液15~25。
优选地,由以下按重量份计的原料组成:尿素35、磷酸脲18、硝酸钠14、硫酸钾25、氯化钾13、腐植酸钠10、沼渣20、石膏13、海泡石10、硅藻土18、改性凹凸棒土21、改性硫酸亚铁18、植物提取液20。
进一步,所述的改性凹凸棒土,是将凹凸棒土和浓度为6~8%的盐水按1∶1.5~2的质量比混合,55~60℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌35~55min,捞出,再与草酸按等质量混合,180~200KHz的频率下超声处理25~30min,在382~390℃,氮气保护下,煅烧2~3h,粉碎过20~40目筛即可。
进一步,所述的改性硫酸亚铁,是将硫酸亚铁水溶液通过电解池电解3~5min后,断电,加入硫酸亚铁的质量的15~20%的硅藻土粉,100~120KHz的频率超声处理20~25min,在1000~1200r/min的转速下离心25~30min,取上清液,再加入硫酸亚铁质量的25~30%的双氧水,恒温水浴加热至50~60℃后,搅拌35~40min,即可。
进一步,所述的植物提取液,是将苎麻根和香蒲按1∶0.65~0.75的质量比混合,捣碎10~15min,过滤,将滤渣加水,80~85℃下煎煮1.5~2h,过滤,再加水重复煎煮40~45min,过滤,将三次滤液合并,浓缩至总滤液体积的1/2,加入浓度为35~40%的乙醇,在55~60℃下回流25~30min,回收乙醇,加入草酸,调节PH值为2~3,45~50℃恒温水浴搅拌1~1.3h,加入甲磺酸,80~85℃下回流1~1.5h,再加入0.12~0.15mol/L的氢氧化钠调节PH值为7.5,在0.15~0.2MPa下蒸馏,取蒸馏液即可。
进一步,所述的尿素,磷酸脲,硝酸钠,总氮量≥47.5%,所述的磷酸脲,以五氧化二磷计,总磷量≥38.5%,所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42.5%。
进一步,所述的修复氯丹污染的肥料,其制备方法,包括以下步骤:
(1)将尿素,磷酸脲,硝酸钠,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过20~40目筛后混合,在80~100次/min的振动频率下振动12~16min,得料1;
(2)将石膏,海泡石和硅藻土混合,用0.1~0.15mol/L的盐酸浸泡,氮气保护下,在180~200℃下煅烧1.8~2h,粉碎,过20~40目筛,得预混料,腐植酸钠和沼渣混合,在45~55℃,相对湿度为35~40%的密闭环境下发酵25~28h,烘干,粉碎,与预混料混合,得料2;
(3)将料1,料2,改性凹凸棒土,改性硫酸亚铁和植物提取液混合,在60~80次/min的振动筛上振动10~15min,通过造粒机造粒,烘干即可。
综上所述,本发明的有益效果在于:本肥料营养丰富,含有作物必需的多种大量元素和微量营养元素,氮、磷、钾总养分≥57.6%,富含多种营养元素,本发明对土壤中氯丹脱除率达到91.7%以上,效果显著,本发明的肥料不仅氯丹脱除率高,还具有丰富的营养,以南瓜为例,有效的促进了南瓜的生长,亩产量相对于对照组,可增产11.2~13.5%,实现丰产和脱除有机物的双重效益。
其中,对凹凸棒土采用盐化、酸化、超声处理和氮气保护下煅烧的改性方式,有效的增大了凹凸棒土比表面积,改性后的凹凸棒土,表面松散,且呈现明显的凹凸状,具有发达的内孔道和较大的外表面积,增加表面官能团和改变表面性能,使凹凸棒石具有优良的吸附性能。
改性硫酸亚铁,通过电离和氧化作用,使得亚铁离子反应生成水合铁氧化物,有效的结合土壤中的有机物,减少有机物的迁移,从而达到去除有机物污染物的目的,同时,通过硅藻土的添加,增强了硫酸亚铁的微孔结构,增加了还原性,对氯丹的含氯有机污染物具有较好的脱氯还原作用,从而达到减少氯丹的作用。
植物提取液,是将苎麻根和香蒲熬煮后,经乙醇浸提,再用草酸和甲磺酸进行改性,有效激活活性官能团,增加活性官能团的数量,有效提升对氯丹的吸收、富集能力,减少土壤的氯丹含量。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明并不局限于这些实施方式,任何在本实施例基本精神上的改进或代替,仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种修复氯丹污染的肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素30kg、磷酸脲16kg、硝酸钠12kg、硫酸钾20kg、氯化钾10kg、腐植酸钠8kg、沼渣18kg、石膏10kg、海泡石8kg、硅藻土15kg、改性凹凸棒土18kg、改性硫酸亚铁15kg、植物提取液15kg。
所述的改性凹凸棒土,是将凹凸棒土和浓度为6%的盐水按1∶1.5的质量比混合,55℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌35min,捞出,再与草酸按等质量混合,180KHz的频率下超声处理25min,在382℃,氮气保护下,煅烧2h,粉碎过20目筛即可。
所述的改性硫酸亚铁,是将硫酸亚铁水溶液通过电解池电解3min后,断电,加入硫酸亚铁的质量的15%的硅藻土粉,100KHz的频率超声处理20min,在1000r/min的转速下离心25min,取上清液,再加入硫酸亚铁质量的25%的双氧水,恒温水浴加热至50℃后,搅拌35min,即可。
所述的植物提取液,是将苎麻根和香蒲按1∶0.65的质量比混合,捣碎10min,过滤,将滤渣加水,80℃下煎煮1.5h,过滤,再加水重复煎煮40min,过滤,将三次滤液合并,浓缩至总滤液体积的1/2,加入浓度为35%的乙醇,在55℃下回流25min,回收乙醇,加入草酸,调节PH值为2~3,45~50℃恒温水浴搅拌1h,加入甲磺酸,80℃下回流1h,再加入0.12mol/L的氢氧化钠调节PH值为7.5,在0.15MPa下蒸馏,取蒸馏液即可。
所述的尿素,磷酸脲,硝酸钠,总氮量≥47.5%,所述的磷酸脲,以五氧化二磷计,总磷量≥38.5%,所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42.5%。
所述的修复氯丹污染的肥料,其制备方法,包括以下步骤:
(1)将尿素,磷酸脲,硝酸钠,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过20目筛后混合,在80次/min的振动频率下振动12min,得料1;
(2)将石膏,海泡石和硅藻土混合,用0.1mol/L的盐酸浸泡,氮气保护下,在180℃下煅烧1.8h,粉碎,过20目筛,得预混料,腐植酸钠和沼渣混合,在45℃,相对湿度为35%的密闭环境下发酵25h,烘干,粉碎,与预混料混合,得料2;
(3)将料1,料2,改性凹凸棒土,改性硫酸亚铁和植物提取液混合,在60次/min的振动筛上振动10min,通过造粒机造粒,烘干即可。
实施例2
一种修复氯丹污染的肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素40kg、磷酸脲20地、硝酸钠16kg、硫酸钾30kg、氯化钾15地、腐植酸钠12kg、沼渣22kg、石膏15kg、海泡石12kg、硅藻土20kg、改性凹凸棒土24kg、改性硫酸亚铁20kg、植物提取液25kg。
所述的改性凹凸棒土,是将凹凸棒土和浓度为8%的盐水按1∶2的质量比混合,60℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌55min,捞出,再与草酸按等质量混合,200KHz的频率下超声处理30min,在390℃,氮气保护下,煅烧3h,粉碎过40目筛即可。
所述的改性硫酸亚铁,是将硫酸亚铁水溶液通过电解池电解5min后,断电,加入硫酸亚铁的质量的20%的硅藻土粉,120KHz的频率超声处理25min,在1200r/min的转速下离心30min,取上清液,再加入硫酸亚铁质量的30%的双氧水,恒温水浴加热至60℃后,搅拌40min,即可。
所述的植物提取液,是将苎麻根和香蒲按1∶0.75的质量比混合,捣碎15min,过滤,将滤渣加水,85℃下煎煮2h,过滤,再加水重复煎煮45min,过滤,将三次滤液合并,浓缩至总滤液体积的1/2,加入浓度为40%的乙醇,在60℃下回流30min,回收乙醇,加入草酸,调节PH值为3,50℃恒温水浴搅拌1~1.3h,加入甲磺酸,85℃下回流1~1.5h,再加入0.15mol/L的氢氧化钠调节PH值为7.5,在0.2MPa下蒸馏,取蒸馏液即可。
所述的尿素,磷酸脲,硝酸钠,总氮量≥47.5%,所述的磷酸脲,以五氧化二磷计,总磷量≥38.5%,所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42.5%。
所述的修复氯丹污染的肥料,其制备方法,包括以下步骤:
(1)将尿素,磷酸脲,硝酸钠,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过40目筛后混合,在100次/min的振动频率下振动16min,得料1;
(2)将石膏,海泡石和硅藻土混合,用0.15mol/L的盐酸浸泡,氮气保护下,在200℃下煅烧2h,粉碎,过40目筛,得预混料,腐植酸钠和沼渣混合,在55℃,相对湿度为40%的密闭环境下发酵28h,烘干,粉碎,与预混料混合,得料2;
(3)将料1,料2,改性凹凸棒土,改性硫酸亚铁和植物提取液混合,在80次/min的振动筛上振动15min,通过造粒机造粒,烘干即可。
实施例3
一种修复氯丹污染的肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素35kg、磷酸脲18kg、硝酸钠14kg、硫酸钾25kg、氯化钾13kg、腐植酸钠10kg、沼渣20kg、石膏13kg、海泡石10kg、硅藻土18kg、改性凹凸棒土21kg、改性硫酸亚铁18kg、植物提取液20kg。
所述的改性凹凸棒土,是将凹凸棒土和浓度为7%的盐水按1∶1.8的质量比混合,58℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌45min,捞出,再与草酸按等质量混合,190KHz的频率下超声处理28min,在385℃,氮气保护下,煅烧2.5h,粉碎过30目筛即可。
所述的改性硫酸亚铁,是将硫酸亚铁水溶液通过电解池电解4min后,断电,加入硫酸亚铁的质量的18%的硅藻土粉,110KHz的频率超声处理23min,在1100r/min的转速下离心28min,取上清液,再加入硫酸亚铁质量的28%的双氧水,恒温水浴加热至55℃后,搅拌38min,即可。
所述的植物提取液,是将苎麻根和香蒲按1∶0.7的质量比混合,捣碎13min,过滤,将滤渣加水,83℃下煎煮1.8h,过滤,再加水重复煎煮43min,过滤,将三次滤液合并,浓缩至总滤液体积的1/2,加入浓度为38%的乙醇,在58℃下回流28min,回收乙醇,加入草酸,调节PH值为2,48℃恒温水浴搅拌1.2h,加入甲磺酸,83℃下回流1.3h,再加入0.12~0.15mol/L的氢氧化钠调节PH值为7.5,在0.18MPa下蒸馏,取蒸馏液即可。
所述的尿素,磷酸脲,硝酸钠,总氮量≥47.5%,所述的磷酸脲,以五氧化二磷计,总磷量≥38.5%,所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42.5%。
所述的修复氯丹污染的肥料,其制备方法,包括以下步骤:
(1)将尿素,磷酸脲,硝酸钠,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过30目筛后混合,在90次/min的振动频率下振动14min,得料1;
(2)将石膏,海泡石和硅藻土混合,用0.13mol/L的盐酸浸泡,氮气保护下,在190℃下煅烧1.9h,粉碎,过30目筛,得预混料,腐植酸钠和沼渣混合,在50℃,相对湿度为38%的密闭环境下发酵27h,烘干,粉碎,与预混料混合,得料2;
(3)将料1,料2,改性凹凸棒土,改性硫酸亚铁和植物提取液混合,在70次/min的振动筛上振动13min,通过造粒机造粒,烘干即可。
实施例4
一种修复氯丹污染的肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素30kg、磷酸脲20kg、硝酸钠12kg、硫酸钾30kg、氯化钾10kg、腐植酸钠12kg、沼渣18kg、石膏15kg、海泡石8kg、硅藻土20kg、改性凹凸棒土18kg、改性硫酸亚铁20kg、植物提取液15kg。
所述的改性凹凸棒土,是将凹凸棒土和浓度为7%的盐水按1∶1.5的质量比混合,55℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌55min,捞出,再与草酸按等质量混合,180KHz的频率下超声处理25min,在390℃,氮气保护下,煅烧2h,粉碎过20目筛即可。
所述的改性硫酸亚铁,是将硫酸亚铁水溶液通过电解池电解5min后,断电,加入硫酸亚铁的质量的15%的硅藻土粉,100KHz的频率超声处理20min,在1000r/min的转速下离心30min,取上清液,再加入硫酸亚铁质量的30%的双氧水,恒温水浴加热至50℃后,搅拌35min,即可。
所述的植物提取液,是将苎麻根和香蒲按1∶0.65的质量比混合,捣碎10min,过滤,将滤渣加水,85℃下煎煮1.5h,过滤,再加水重复煎煮45min,过滤,将三次滤液合并,浓缩至总滤液体积的1/2,加入浓度为35%的乙醇,在60℃下回流25min,回收乙醇,加入草酸,调节PH值为3,45℃恒温水浴搅拌1.3h,加入甲磺酸,85℃下回流1h,再加入0.15mol/L的氢氧化钠调节PH值为7.5,在0.15MPa下蒸馏,取蒸馏液即可。
所述的尿素,磷酸脲,硝酸钠,总氮量≥47.5%,所述的磷酸脲,以五氧化二磷计,总磷量≥38.5%,所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42.5%。
所述的修复氯丹污染的肥料,其制备方法,包括以下步骤:
(1)将尿素,磷酸脲,硝酸钠,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过20目筛后混合,在100次/min的振动频率下振动12min,得料1;
(2)将石膏,海泡石和硅藻土混合,用0.1mol/L的盐酸浸泡,氮气保护下,在180℃下煅烧1.8h,粉碎,过40目筛,得预混料,腐植酸钠和沼渣混合,在45℃,相对湿度为40%的密闭环境下发酵28h,烘干,粉碎,与预混料混合,得料2;
(3)将料1,料2,改性凹凸棒土,改性硫酸亚铁和植物提取液混合,在80次/min的振动筛上振动10min,通过造粒机造粒,烘干即可。
实施例5
一种修复氯丹污染的肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素30kg、磷酸脲16kg、硝酸钠16kg、硫酸钾30kg、氯化钾10kg、腐植酸钠12kg、沼渣18kg、石膏15kg、海泡石8kg、硅藻土20kg、改性凹凸棒土18kg、改性硫酸亚铁20kg、植物提取液15kg。
所述的改性凹凸棒土,是将凹凸棒土和浓度为6%的盐水按1∶1.5的质量比混合,60℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌55min,捞出,再与草酸按等质量混合,180KHz的频率下超声处理25min,在390℃,氮气保护下,煅烧2h,粉碎过40目筛即可。
所述的改性硫酸亚铁,是将硫酸亚铁水溶液通过电解池电解5min后,断电,加入硫酸亚铁的质量的15%的硅藻土粉,100KHz的频率超声处理20min,在1000r/min的转速下离心25min,取上清液,再加入硫酸亚铁质量的25%的双氧水,恒温水浴加热至60℃后,搅拌40min,即可。
所述的植物提取液,是将苎麻根和香蒲按1∶0.65的质量比混合,捣碎15min,过滤,将滤渣加水,80℃下煎煮2h,过滤,再加水重复煎煮40min,过滤,将三次滤液合并,浓缩至总滤液体积的1/2,加入浓度为40%的乙醇,在55℃下回流25min,回收乙醇,加入草酸,调节PH值为3,45℃恒温水浴搅拌1~1.3h,加入甲磺酸,80℃下回流1.5h,再加入0.12mol/L的氢氧化钠调节PH值为7.5,在0.15MPa下蒸馏,取蒸馏液即可。
所述的尿素,磷酸脲,硝酸钠,总氮量≥47.5%,所述的磷酸脲,以五氧化二磷计,总磷量≥38.5%,所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42.5%。
所述的修复氯丹污染的肥料,其制备方法,包括以下步骤:
(1)将尿素,磷酸脲,硝酸钠,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过40目筛后混合,在80次/min的振动频率下振动16min,得料1;
(2)将石膏,海泡石和硅藻土混合,用0.15mol/L的盐酸浸泡,氮气保护下,在200℃下煅烧2h,粉碎,过20目筛,得预混料,腐植酸钠和沼渣混合,在55℃,相对湿度为35%的密闭环境下发酵25h,烘干,粉碎,与预混料混合,得料2;
(3)将料1,料2,改性凹凸棒土,改性硫酸亚铁和植物提取液混合,在60次/min的振动筛上振动15min,通过造粒机造粒,烘干即可。
实验例
为了进一步说明本发明的应用价值,发明人选取了6块氯丹污染的南瓜试验田,其中一块在种植南瓜期间使用普通肥料作为对照组,另5块分别使用本发明实施例1~5的肥料作为实验组,经检测,6块地的氯丹总量平均值为165.9mg/kg,种植期间对6块土壤的氯丹进行采样分析,结合南瓜产量进行统计,结果如表1所示:
表1
说明:本发明对土壤中氯丹脱除率达到91.7%以上,效果显著,本发明的肥料不仅氯丹脱除率高,还具有丰富的营养,以南瓜为例,有效的促进了南瓜的生长,亩产量相对于对照组,可增产11.2~13.5%,实现丰产和脱除有机物的双重效益。