土壤阳离子重金属修复剂及其制备方法

本发明涉及农业，特别是涉及到一种土壤阳离子重金属修复剂及其制备方法。

背景技术：

1、土壤是生态系统的重要组成部分，其中生活着大量的微生物、植物和动物。随着工业化和农业现代化步伐的加快，土壤污染，尤其是重金属污染，已成为全球性的环境问题。这些重金属污染物在土壤中积累，降低土壤肥力的同时可通过食物链影响人类健康。同时，农药和化肥的过度使用也加重了重金属污染。因此，治理土壤重金属污染，恢复土壤生态平衡，已成为当前亟待解决的问题，需要采取科学有效的措施保障粮食安全和人类健康，推动可持续发展。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可使阳离子重金属由有效态转化为低活性态，从而降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性的土壤阳离子重金属修复剂及其制备方法。

2、本发明的目的可通过如下技术措施来实现：土壤阳离子重金属修复剂，该土壤阳离子重金属修复剂由以下质量份的原料组成：

3、无机肥b30-40份、有机肥c40-60份、淀粉胶10-20份；

4、其中，该无机肥b由以下质量份的原料组成：载体a40-60份、磷酸一铵24-36份、硫酸钾16-24份；

5、该载体a由热解生物炭、凹凸棒土、高岭土混合制成；

6、该有机肥c由干牛粪、氢氧化钾、k2so3混合制成；

7、该淀粉胶由玉米淀粉、cao2、去离子水混合制成。

8、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

9、该载体a由热解生物炭、凹凸棒土、高岭土按35-45：20-40：25-35的质量比混合得到。

10、该有机肥c由干牛粪、氢氧化钾、k2so3按86.2：7.8：6的质量比制备。

11、该淀粉胶由玉米淀粉、cao2、去离子水按照10-20：5-10：70-85的质量比制备而成。

12、本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，该土壤阳离子重金属修复剂的制备方法的制备方法包括：

13、步骤1，制备热解生物炭，将热解生物炭、凹凸棒土、高岭土混合均匀，得到载体物质a；

14、步骤2，将载体a40-60份、磷酸一铵24-36份、硫酸钾16-24份混合均匀，得到无机肥b；

15、步骤3，将干牛粪用去离子水清洗后进行机械揉搓，烘干，添加氢氧化钾和去离子水进行蒸煮，随后加入k2so3和去离子水搅拌，得到富含黄腐酸的有机肥c；

16、步骤4，将无机肥b、有机肥c、淀粉胶以30-40：40-60：10-20的质量比用造粒机造粒得到土壤阳离子重金属修复剂。

17、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

18、在步骤1，取5-10g的水稻稻壳和水稻秸秆用粉碎机打碎至30-50目，在氮气氛围下，于管式炉中以5℃/min的速率升温至400-600℃热解2小时，得到100-200目的热解生物炭；将热解生物炭、凹凸棒土、高岭土以35-45：20-40：25-35的质量比混合均匀，得到载体a。

19、在步骤3，取含水率30％的干牛粪5-10g，用去离子水清洗后进行机械揉搓，烘干，添加0.45-0.9g的氢氧化钾和100-200ml的去离子水在60-80℃下蒸煮2-4小时，随后加入0.35-0.7g的k2so3和50-80ml的去离子水搅拌1-3小时，得到富含黄腐酸的有机肥c。

20、在步骤3，得到的富含黄腐酸的有机肥c中干牛粪、氢氧化钾、k2so3的质量比为86.2:7.8:6。

21、在步骤4，淀粉胶是采用玉米淀粉10-20份、cao25-10份、去离子水70-85份，氧化40-60分钟制得。

22、在步骤4，制得的土壤阳离子重金属修复剂的粒径为2-4mm。

23、本发明中的土壤阳离子重金属修复剂及其制备方法，其修复剂将生物炭、纳米黏土(凹凸棒土、高岭土等)、黄腐酸型有机肥、磷酸二氢钙等相结合，钝化土壤中的二价镉(cd(i i))和二价铅(pb(i i))，还可以为植物提供养分，实现土壤污染治理和养分调理一体化。本发明通过添加土壤修复剂可使阳离子重金属由有效态转化为低活性态，从而降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性，并且成本较低，易于规模化推广和应用。生物炭和纳米黏土(凹凸棒土、高岭土等)具有较高的重金属吸附能力，自主研发的黄腐酸型快腐肥富含多种基团(羧基、羟基、氨基等)可以与重金属离子螯合，在提供肥效的同时还能修复阳离子重金属污染的土壤。

技术特征：

1.土壤阳离子重金属修复剂，其特征在于，该土壤阳离子重金属修复剂由以下质量份的原料组成：

2.根据权利要求1所述的土壤阳离子重金属修复剂，其特征在于，该载体a由热解生物炭、凹凸棒土、高岭土按35-45：20-40：25-35的质量比混合得到。

3.根据权利要求1所述的土壤阳离子重金属修复剂，其特征在于，该有机肥c由干牛粪、氢氧化钾、k2so3按86.2：7.8：6的质量比制备。

4.根据权利要求1所述的土壤阳离子重金属修复剂，其特征在于，该淀粉胶由玉米淀粉、cao2、去离子水按照10-20：5-10：70-85的质量比制备而成。

5.土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，其特征在于，该土壤阳离子重金属修复剂的制备方法包括：

6.根据权利要求5所述的土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，其特征在于，在步骤1，取5-10g的水稻稻壳和水稻秸秆用粉碎机打碎至30-50目，在氮气氛围下，于管式炉中以5℃/min的速率升温至400-600℃热解2小时，得到100-200目的热解生物炭；将热解生物炭、凹凸棒土、高岭土以35-45：20-40：25-35的质量比混合均匀，得到载体a。

7.根据权利要求5所述的土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，其特征在于，在步骤3，取含水率30％的干牛粪5-10g，用去离子水清洗后进行机械揉搓，烘干，添加0.45-0.9g的氢氧化钾和100-200ml的去离子水在60-80℃下蒸煮2-4小时，随后加入0.35-0.7g的k2so3和50-80ml的去离子水搅拌1-3小时，得到富含黄腐酸的有机肥c。

8.根据权利要求7所述的土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，其特征在于，在步骤3，得到的富含黄腐酸的有机肥c中干牛粪、氢氧化钾、k2so3的质量比为86.2:7.8:6。

9.根据权利要求5所述的土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，其特征在于，在步骤4，淀粉胶是采用玉米淀粉10-20份、cao25-10份、去离子水70-85份，氧化40-60分钟制得。

10.根据权利要求5所述的土壤阳离子重金属修复剂的制备方法，其特征在于，在步骤4，制得的土壤阳离子重金属修复剂的粒径为2-4mm。

技术总结
本发明提供一种土壤阳离子重金属修复剂及其制备方法，该土壤阳离子重金属修复剂由以下质量份的原料组成：无机肥B30‑40份、有机肥C40‑60份、淀粉胶10‑20份；其中，该无机肥B由以下质量份的原料组成：载体A40‑60份、磷酸一铵24‑36份、硫酸钾16‑24份；该载体A由热解生物炭、凹凸棒土、高岭土混合制成；该有机肥C由干牛粪、氢氧化钾、K<subgt;2</subgt;SO<subgt;3</subgt;混合制成；该淀粉胶由玉米淀粉、CaO<subgt;2</subgt;、去离子水混合制成。该土壤阳离子重金属修复剂及其制备方法通过添加土壤修复剂可使阳离子重金属由有效态转化为低活性态，从而降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性，并且成本较低，易于规模化推广和应用。

技术研发人员：王冬芳,吴杰,蔡冬清,吴正岩,万含帅,朱延平,宋泽榕,孔祥海,王爽,许金晶,吴庆川,田登峰
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/6