一种铬污染土壤修复工艺的制作方法

理剂。
10.优选的，所述混合发酵菌是指发酵菌种中包括两种或多种微生物的发酵。
11.优选的，所述bgb微生物菌剂是一种含有放线菌、固氮菌等多种微生物和多种微量 元素的微生物菌剂。
12.优选的，造纸颗粒污泥是指用物理法、化学法和生物法等处理废水后产生的沉淀物、 颗粒物和漂浮物，能够改善土壤。
13.优选的，磷酸盐为磷酸钙。
14.通过采用上述技术方案，土壤重金属污染严重，现有技术修复后的土壤中铬含量减 少，但是微量元素随之减少，为了不影响修复后的土壤的后期使用，本技术的土壤修复剂中 加入一些营养剂等组分，微生物菌剂能够有效预防作物的根腐、立枯等症状，活化土壤的有 机与无机养分，提高堆肥效率，促进作物循环，长效吸收，还能改善土壤团粒结构，消除板 结，提高保水保肥的能力；磷灰石矿物能够改变铬在环境中的存在形态，以便固定环境污染 物、降低其移动性和毒性，达到修复的目的，磷灰石矿物材料通过改变土壤的ph，以及与 铬离子形成难溶性的沉淀进而降低铬在土壤中的有效性，营养剂能够提供作物后期生长所需 的多种微量元素，固化剂能够降低土壤中重金属组分的活性，固化剂中所含的其他金属成分 对重金属离子具有拮抗作用，通过参与竞争植物根系上的吸收位点，使得植物对重金属的吸 收受到抑制。
15.优选的，所述营养剂由生物质炭、造纸颗粒污泥、磷酸盐按质量比(50-70):(50
‑ꢀ
70):(50-60)组成。
16.通过采用上述技术方案，造纸颗粒污泥里面含有大量的纤维素类有机质和氮磷钾等 植物养分，又含有病原菌，能够用于农用肥；生物质炭不仅能直接吸附土壤中游离的铬离子， 也能间接促进土壤颗粒对铬离子的吸附，显著提高土壤ph值，减少养分损失,改变土壤微生 物丰度及群落,降解土壤污染物等,同时生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有 效途径,能增加作物生物量和产量；磷酸盐能够使土壤中的铬元素钝化，降低铬在土壤中的 有效性，主要通过改变土壤的ph、沉淀、吸附、离子交换和络合等化学反应等，磷酸盐能 够作为肥料进行使用。
17.优选的，所述微生物菌剂由混合发酵菌、bgb微生物菌剂、泾阳链霉菌按质量比(3
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5):(3-5):(4-5)制成。
18.通过采用上述技术方案，bgb微生物菌剂能够提高作物的抗病能力，改善根部的生 态环境，同时能够提高土壤的保水、保肥能力，提高作物产量；混合发酵菌对于改善过度使 用氮、磷、钾引起的土壤板结、性状恶化具有显著效果，使土壤恢复到原生态结构，然后在 配合螯合剂的使用，促进土壤结构更快的恢复到肥力充沛的状态；泾阳链霉菌能够增强土壤 肥力。
19.优选的，所述混合发酵菌由酵母菌、乳酸菌和芽孢菌按质量比(1-2):(1-2):(1-2)组成。
20.通过采用上述技术方案，酵母菌、乳酸菌、芽孢菌之间存在协调互作关系，扩大对 塬料的适应性和防杂菌能力，其中酵母菌和芽孢杆菌混合发酵，芽孢杆菌可快速消耗氧气， 维持发酵过程中的厌氧环境，促进乳酸菌等厌氧益生菌的发酵。
21.优选的，所述胶凝材料为脱硫石膏和钙镁磷肥中的任意一种。
22.通过采用上述技术方案，脱硫石膏性质与天然石膏相似，含有丰富的硫、硅、钙等 植物必需或有益的矿物营养，能够减低土壤的碱性，钙镁磷肥是一种良好的土壤重金属污染 修复剂，能够提高土壤的ph，降低重金属的活度和生物效应，硅酸根与重金属发生化学反 应，形成新的不易被植物吸收的硅酸铬等化合物沉淀下来，交换态的铬被固定起来，形成植 物难以吸收的化合物。
23.优选的，所述土壤修复剂还包括生物表面活性剂，所述生物表面活性剂与固化剂的 质量比为(20-30):(100-150)，所述生物表面活性剂为槐糖脂、鼠李糖脂中的至少一种。
24.通过采用上述技术方案，生物表面活性剂中具有糖脂和脂肽，环保性较强，生物表 面活性剂具有较好的生物可降解性、生物可适应性以及环境友好性等特性，生物表面活性剂 包括憎水基团和亲水集团，能够促进土壤颗粒上污染物的分散和增溶，生物表面活性剂由于 阴离子性，能够吸附到土壤上与铬离子结合，使其从土壤颗粒上分离处理进入土壤溶液中。
25.优选的，所述土壤修复剂还包括粘合剂，所述粘合剂与固化剂的质量比为(50
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60):(100-150)，所述粘合剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、醋酸乙烯树脂中的至少一种。
26.通过采用上述技术方案，土壤修复剂中添加粘合剂，能够改良土壤结构，能够使土 壤形成团粒结构，达到保墒的效果，同时，能增强土壤的透水性，以防地表径流导致土壤流 失，同时能够提高土壤渗透力，保土保肥，环节和调节土壤水分蒸发，便于当对被铬污染的 土壤修复完后进行土壤粘合，提高修复后期土壤的保肥度。
27.优选的，所述土壤修复剂中还包括螯合剂，所述螯合剂与固化剂的质量比为(5
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10):(100-150)，所述螯合剂由edta和柠檬酸按质量比(2-5):(3-5)组成。
28.通过采用上述技术方案，螯合剂能够活化土壤中的铬，提高铬的生物有效性，促进 植物吸收，螯合剂通过与土壤溶液中的铬离子结合，降低土壤液相中的金属离子浓度，为维 持金属离子在液相和固相之间的平衡，铬从土壤颗粒表面解吸，从不溶态转化为可溶态，为 植物的吸收创造条件。
29.优选的，所述土壤修复剂还包括杀虫剂，所述杀虫剂与固化剂的质量比为(10
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15):(100-150)，所述杀虫剂由苦参碱和百菌清按质量比(4-6):(6-9)组成。
30.通过采用上述技术方案，苦参碱能够杀虫、杀菌，同时调节植物的生长；百菌清是 一种高效、光谱杀菌剂，具有保护作用，在植物表面易粘着，耐雨水冲刷，预防多种虫类。
31.优选的，所述铬土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：将固化剂、微生物菌剂、磷 灰石矿物、营养剂、水混合均匀，脱泡后进行烘干，研磨得到土壤修复剂。
32.通过采用上述技术方案，土壤修复剂的制备方法简单，制得的土壤修复剂均匀，撒 到铬污染的土壤上，在满足减轻土壤铬污染的前提下，能够丰富修复后土壤中的微量元素， 使得修复后土壤的后期使用影响不大。
具体实施方式
33.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
34.可选的，百菌清的cas号为1897-45-6。
35.本技术涉及的原料及生产厂家见表1。
36.表1原料的纯度及生产厂家
实施例
37.实施例1本实施例的铬污染土壤修复工艺，包括以下步骤：1)制备土壤修复剂，本实施例的土壤修复剂由以下质量的原料制成：固化剂100g、微生物 菌剂10g、磷灰石矿物50g、营养剂150g、水150g，将上述质量的原料混合搅拌，搅拌速 度为150r/min，搅拌温度为50℃，搅拌2h，混合均匀后，脱泡后进行烘干，研磨，得到土 壤修复剂，固化剂为水辉石，微生物菌剂为混合发酵菌，混合发酵菌由酵母菌、乳酸菌和芽 孢菌按质量比1:1:1组成，营养剂为生物质炭；2)将步骤1)中制得的土壤修复剂均匀撒在铬污染土壤的表面；土壤修复剂的厚度为5cm， 土壤修复剂的使用量为50吨/亩；3)将土壤翻耕使土壤修复剂与铬污染土壤充分混合均匀，使得土壤修复剂占表层土壤体积 的10％，平衡9天完成土壤修复过程。
38.实施例2本实施例的铬污染土壤修复工艺，包括以下步骤：1)制备土壤修复剂，本实施例的土壤修复剂由以下质量的原料制成：固化剂150g、微生物 菌剂15g、磷灰石矿物80g、营养剂200g、水180g，将上述质量的原料混合搅拌，搅拌速 度为150r/min，搅拌温度为50℃，搅拌2h，混合均匀后，脱泡后进行烘干，研磨，得到土 壤修复剂，固化剂为水辉石，微生物菌剂为混合发酵菌，混合发酵菌由酵母菌、乳酸菌和芽 孢菌按质量比1:1:1组成，营养剂为生物质炭；2)将步骤1)中制得的土壤修复剂均匀撒在铬污染土壤的表面。土壤修复剂的厚度为7cm， 土壤修复剂的使用量为60吨/亩；3)将土壤翻耕使土壤修复剂与铬污染土壤充分混合均匀，使得土壤修复剂占表层土壤体积 的14％，平衡12天完成土壤修复过程。
39.实施例3本实施例的铬污染土壤修复工艺，包括以下步骤：
螯合剂8g、杀虫剂13g，将上述质量的原料混合搅拌，搅拌速度为150r/min，搅拌温度为 50℃，搅拌2h，混合均匀后，脱泡后进行烘干，研磨，得到土壤修复剂，固化剂为水辉石， 微生物菌剂为混合发酵菌，混合发酵菌由酵母菌、乳酸菌和芽孢菌按质量比1:1:1组成，营 养剂为生物质炭，生物表面活性剂为槐糖脂，粘合剂为羧甲基纤维素钠，螯合剂由柠檬酸和 edta按质量比3:4组成，杀虫剂由苦参碱和百菌清按质量比5:7组成；2)将步骤1)中制得的土壤修复剂均匀撒在铬污染土壤的表面。土壤修复剂的厚度为5cm， 土壤修复剂的使用量为50吨/亩；3)将土壤翻耕使土壤修复剂与铬污染土壤充分混合均匀，使得土壤修复剂占表层土壤体积 的10％，平衡9天完成土壤修复过程。
43.实施例7本实施例与实施例6的不同之处在于营养剂由生物质炭和造纸颗粒污泥按质量比1:1组成， 其他与实施例6相同。
44.实施例8本实施例与实施例6的不同之处在于营养剂由生物质炭、造纸颗粒污泥、磷酸盐按质量比 1:1:1组成，其他与实施例6相同。
45.实施例9本实施例与实施例6的不同之处在于营养剂为生物质炭、造纸颗粒污泥、磷酸盐按质量比 7:7:6混合得到，其他与实施例6相同。
46.实施例10本实施例与实施例9的不同之处在于微生物菌剂由混合发酵菌和bgb微生物菌剂按质量比 1:1组成，其他与实施例9相同。
47.实施例11本实施例与实施例9的不同之处在于微生物菌剂由混合发酵菌、bgb微生物菌剂、泾阳链 霉菌按质量比3:3:4组成，其他与实施例9相同。
48.实施例12本实施例与实施例9的不同之处在于微生物菌剂为混合发酵菌、bgb微生物菌剂、泾阳链 霉菌按质量比1:1:1混合得到，其他与实施例9相同。
49.实施例13本实施例与实施例12的不同之处在于生物表面活性剂由槐糖脂和鼠李糖脂按质量比1:1组 成，其他与实施例12相同。
50.实施例14本实施例与实施例13的不同之处在于粘合剂由羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸酯按质量比1:1 组成，其他与实施例13相同。
51.实施例15本实施例与实施例14的不同之处在于粘合剂由羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、醋酸乙烯树 脂按质量比1:1:1组成，其他与实施例14相同。
52.实施例16本实施例与实施例15的不同之处在于营养剂由生物质炭和造纸颗粒污泥按质量比1:1组成， 微生物菌剂由混合发酵菌和bgb微生物菌剂按质量比1:1组成，生物表面活性
剂由槐糖脂 和鼠李糖脂按质量比1:1组成，粘合剂由羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸酯按质量比1:1组成， 其他与实施例15相同。
53.实施例17本实施例与实施例15的不同之处在于营养剂由生物质炭、造纸颗粒污泥、磷酸盐按质量比 1:1:1组成，微生物菌剂由混合发酵菌、bgb微生物菌剂、泾阳链霉菌按质量比3:3:4组成， 生物表面活性剂由槐糖脂和鼠李糖脂按质量比1:1组成，粘合剂由羧甲基纤维素钠、聚丙烯 酸酯、醋酸乙烯树脂按质量比1:1:1组成，其他与实施例15相同。
54.对比例对比例1本对比例的生态环保土壤修复方法，包括以下步骤：1)制备土壤修复剂，本实施例的土壤修复剂由以下质量的原料制成：改性水辉石60g、有 机肥25g、腐殖酸15g、微生物菌剂2g，将上述质量的原料混合搅拌，搅拌速度为150r/min， 搅拌温度为50℃，搅拌2h，混合均匀后，脱泡后进行烘干，研磨，得到土壤修复剂，固化 剂为水辉石，微生物菌剂为混合发酵菌，混合发酵菌由酵母菌、乳酸菌和芽孢菌按质量比1:1:1组成，营养剂为生物质炭；2)将步骤1)中制得的土壤修复剂均匀撒在铬污染土壤的表面土壤修复剂的厚度为5cm， 土壤修复剂的使用量为50吨/亩；3)将土壤翻耕使土壤修复剂与铬污染土壤充分混合均匀，使得土壤修复剂占表层土壤体积 的10％，平衡9天完成土壤修复过程。
55.对比例2本对比例的铬污染土壤修复工艺，包括以下步骤：1)制备土壤修复剂，本实施例的土壤修复剂由以下质量的原料制成：固化剂100g、微生物 菌剂10g、磷灰石矿物50g、水150g，将上述质量的原料混合搅拌，搅拌速度为150r/min， 搅拌温度为50℃，搅拌2h，混合均匀后，脱泡后进行烘干，研磨，得到土壤修复剂，固化 剂为水辉石，微生物菌剂为混合发酵菌，混合发酵菌由酵母菌、乳酸菌和芽孢菌按质量比 1:1:1组成；2)将步骤1)中制得的土壤修复剂均匀撒在铬污染土壤的表面土壤修复剂的厚度为5cm， 土壤修复剂的使用量为50吨/亩；3)将土壤翻耕使土壤修复剂与铬污染土壤充分混合均匀，使得土壤修复剂占表层土壤体积 的10％，平衡9天完成土壤修复过程。
56.性能检测试验铬有效态浓度测试：取实施例1-17以及对比例1-2中的经土壤修复剂处理后的土壤按照 《土壤环境质量标准》(gb15618-1995)二级标准的测试方法进行铬有效态铬浓度测试，测 试结果见表2。
57.氮磷钾浓度测试：取实施例1-17以及对比例1-2中的经土壤修复剂处理后的土壤按 照国际标准ny/t 2017-2011植物中氮、磷、钾的测定方法进行氮、磷、钾浓度的测试，测 试结果见表2。
58.表2土壤修复剂处理后土壤中各组分测试
结合实施例1和对比例1,并结合表2可以看出，修复后的土壤中铬的有效浓度低于对比例1 中的浓度，表明实施例1的土壤修复剂修复效果更佳，固化剂的存在降低了土壤中重金属的 活性，降低了土壤中重金属的浓度，磷灰石矿物能够改变重金属在环境中的存在形态，以便 固定土壤中的重金属离子，同时实施例1中的作物生长所需的氮、磷、钾含量高于对比例1 中氮、磷、钾的浓度，便于修复后的土壤后期进行使用。
59.结合实施例1和对比例2，并结合表2可以看出，实施例1中营养剂的存在使土壤中 氮、磷、钾高于不含营养剂的对比例1中的氮、磷、钾的浓度。
60.结合实施例1-6，并结合表2可以看出，随着土壤修复剂中各种添加剂的逐渐加入， 修复后的土壤中铬有效浓度逐渐降低，修复后的土壤中氮、磷、钾的含量逐渐升高，便于修 复后的土壤后期的使用。
61.结合实施例6-9，并结合表2可以看出，营养剂由两种以上物质复配组成，修复后的 土壤氮、磷、钾的浓度较单种物质有所增加，同时，修复后土壤中铬的有效浓度也有所降低。
62.结合实施例6、10-12，并结合表2可以看出，微生物菌剂由两种以上物质复配组成， 修复后的土壤氮磷钾的浓度较单种物质增加较为明显，同时，修复能力也有所改善。
63.结合实施例6-17，并结合表2可以看出，土壤修复剂由多种物质复配组成，相较于
单 种物质，整体的修复能力变大，同时，修复后的土壤中作物生长所需要的元素含量也增加较为 明显。
64.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员 在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术 的权利要求范围内都受到专利法的保护。