一种赤泥土壤处理方法与流程

本发明涉及赤泥土壤修复，尤其涉及一种赤泥土壤处理方法。

背景技术：

1、赤泥，又称红泥，是我国特有的土壤类型之一。由于其富含铁、铝、锰等金属氧化物，呈现出红色或红棕色，故得名赤泥。赤泥土壤具有较高的肥力，适宜农作物生长，然而，近年来由于人类活动、工业化和城市化进程的加快，赤泥土壤面临着严重的生态环境问题。赤泥土壤中的重金属元素在工业化进程中逐渐积累，导致土壤污染问题日益严重。这些重金属元素可通过食物链进入人体，对人类健康产生潜在威胁。此外，赤泥土壤中的有机污染物、农药残留等问题也较为突出。赤泥土壤的过度开发和利用，导致土壤肥力逐渐下降。一方面，不合理的农业种植方式使得土壤养分失衡，微生物群落结构破坏；另一方面，土壤侵蚀、水土流失等现象加剧，进一步削弱了土壤的肥力。

2、cn116675582a公开了一种赤泥土壤改良剂及其制备方法、赤泥土壤修复治理方法，改赤泥土壤改良剂是将营养添加剂、脱盐碱改良剂、保水剂、生物菌肥、膨润土、秸秆腐熟剂混合搅拌即得；该发明的赤泥土壤修复治理方法包括如下步骤：将赤泥土壤耙犁浇水,得到预处理赤泥土壤；将预处理赤泥土壤与上述赤泥土壤改良剂混合，得到改良后的赤泥土壤；在改良后的赤泥土壤表面播种植物种。该赤泥土壤进行修复后，土壤孔隙度、田间持水量等性能较佳，但是该方法并没有保留赤泥土壤中的营养成分，从而不利于植物生长。

3、cn111837494b公开了赤泥土壤化孔隙改造方法，依次以植物粉末(秸秆粉末、木质粉末、稻壳、麦壳)生成微毛管孔隙腔体，以植物质块状体(花生壳、粉碎玉米芯)生成中等以上毛管孔隙腔体和块状通气孔隙腔体，以小麦秸秆生成线状通气孔隙腔体，并最终形成适于植物生长的三级孔隙连通体系。虽然该方法可以改良赤泥中的通气孔隙有利于植物生长，但是该方法并没有保留赤泥土壤中的营养成分，从而不利于植物长期生长。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题修复赤泥土壤，提升赤泥土壤耐水性能、营养物质缓释能力，延长植物的成长期。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种赤泥土壤处理方法，包括如下步骤，以重量份计：

3、s1、赤泥土壤预处理：将0.5-2亩赤泥土壤进行灌水耕地，得到预处理赤泥土壤；

4、s2、赤泥土壤改良：将50-120份土壤改良剂、30-80份基础原料物质搅拌均匀，平铺在s1中预处理赤泥土壤表面，得到改良后的赤泥土壤；

5、s3、赤泥土壤植物修复：将s2中制备得到的改良后的赤泥土壤表面种植植物。

6、优选的，所述土壤改良剂的制备方法包括如下步骤，以重量份计：

7、将2-8份生物质炭超声分散于40-70份腐殖酸中，在黑暗条件下搅拌20-30h，然后加入5-40份改性海藻酸钠，在20-40℃下以500-800rpm搅拌20-40min，然后滴入80-150份氯化钙溶液中，最后用滤网滤除成型的凝胶球，用水洗涤1-4次，冷冻干燥即得土壤改良剂。

8、优选的，所述改性海藻酸钠的制备方法，包括如下步骤：

9、步骤一、称取海藻酸钠，溶于水，加入改性剂，搅拌溶解；

10、步骤二、另将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和接枝剂溶解于二甲基亚砜水溶液混合溶剂中，得到混合液；

11、步骤三、将步骤二所得混合液在剧烈搅拌下加入到步骤一体系中，用盐酸调节ph值为4.0-5.0，室温下搅拌24-30h，透析5-7d，冻干后置于0-4℃冰箱中保存得到物质a；

12、步骤四、在氮气氛围下，将聚乙二醇、接枝剂、4-二甲氨基吡啶溶解在四氢呋喃中，得到接枝混合液；

13、步骤五、另将二环己基碳二亚胺溶解在四氢呋喃中，在温度为-2℃～2℃且搅拌条件下，将步骤五中物质加入到步骤四所得接枝混合液中，室温搅拌20-25h，过滤，将滤液逐滴加入乙醚中，过滤得白色产物，将白色产物溶于四氢呋喃后，沉降于乙醚中，重复操作1-3次，20-30℃真空干燥即得物质b；

14、步骤六、称取物质a、物质b溶解在水中，快速搅拌均匀后调节ph为5-6，将混合液密封在32-38℃放置20-30h，即得改性海藻酸钠。

15、更优选的，所述改性海藻酸钠的制备方法，包括如下步骤，以重量份计：

16、步骤一、称1-8份取海藻酸钠，溶于100-300份水，加入8-20份改性剂，搅拌溶解；

17、步骤二、另将0.5-3份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.5-3份接枝剂溶解于5-15份二甲基亚砜水溶液混合溶剂中，得到混合液；

18、步骤三、将步骤二所得混合液在剧烈搅拌下加入到步骤一体系中，用盐酸调节ph值为4.0-5.0，室温下搅拌24-30h，透析5-7d，冻干后置于0-4℃冰箱中保存得到物质a；

19、步骤四、在氮气氛围下，将2-10份聚乙二醇、0.5-6份接枝剂、0.05-2份4-二甲氨基吡啶溶解在60-80份四氢呋喃中，得到接枝混合液；

20、步骤五、另将1-5份二环己基碳二亚胺溶解在10-25份四氢呋喃中，在温度为-2℃～2℃且搅拌条件下，将步骤五中物质加入到步骤四所得接枝混合液中，室温搅拌20-25h，过滤，将滤液逐滴加入300-600份乙醚中，过滤得白色产物，将白色产物溶于四氢呋喃后，沉降于乙醚中，重复操作1-3次，20-30℃真空干燥即得物质b；

21、步骤六、称取物质a、物质b溶解在水中，快速搅拌均匀后调节ph为5-6，将混合液密封在32-38℃放置20-30h，即得改性海藻酸钠。

22、优选的，所述改性剂为苯甲酰肼、虫酰肼、硬脂酰肼中的任意一种。

23、更优选的，所述改性剂为硬脂酰肼。

24、优选的，所述接枝剂为3-甲酰基-2-吡啶甲酸、1-萘甲酰基甲酸、2-[(2-甲酰苯基)二硫代]-苯甲酸中的任意一种。

25、优选的，所述基础原料物质为：营养添加剂、脱盐碱改良剂、肥料、膨润土的按照质量比为(1-3)：(1-2)：(2-8)：(5-15)的混合物。

26、在这个配方中，各原料及其作用如下：

27、海藻酸钠：海藻酸钠无毒、易降解、成本低，可与ca2+等二价金属阳离子相互作用制备凝胶球等特性被广泛应用于土壤修复中。在土壤修复中，海藻酸钠可以作为一种土壤稳定剂和络合剂来改善土壤。海藻酸钠能很容易的在土壤表面形成一层薄膜，可以显著提高土壤的抗压强度，同时可以加快生物结皮技术对于干旱和半干旱土壤的修复，促进蓝藻等植物在沙地上的生长。通过以海藻酸钠为载体，制备了装载腐殖酸的微球，并通过生物质炭来提升缓释性能，为增强海藻酸钠基土壤改良剂的利用效率并延长使用时间。

28、腐殖酸：腐植酸是一种土壤调节剂，能促进土壤团聚结构的形成，提高土壤肥力，促进养分吸收，稳定土壤。然而，腐殖酸会在短时间内失去水分并发挥作用。高浓度的腐殖酸也会影响作物的生长和发育。通过改性海藻酸钠作为载体来提供一种持续的释放效应，这对于保持腐殖酸在土壤中的长期存在和最大限度地发挥其效力起到关键作用。

29、生物质炭：生物质炭因其较大的比表面积、丰富的孔隙结构以及多种表面官能团常被用作为一种高效土壤改良剂。可以有效吸附土壤污染物、改善土壤理化性质、提高农作物产量和土壤碳存储。施用生物质炭后，土壤体积密度降低，孔隙度增加，这可能是由于添加生物质炭诱导的聚集过程所致。

30、改性剂：改性剂含有酰肼官能团，酰肼基可以与海藻酸钠中的官能团反应进而可以对海藻酸钠进行改性，使得海藻酸钠被接枝上酰肼基，更进一步的改性后的海藻酸钠中的酰肼基与改性后中的聚乙二醇中含有的羰基反应得到酰腙键从而得到改性海藻酸钠，这一反应往往在温和的条件下进行，这种酰腙键交联水凝胶通常具有自愈性、温敏性和ph响应性。

31、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐是一种常用的羧酸激活剂，它能够与海藻酸钠分子中的羧基反应，形成活性酯中间体。这个过程称为羧酸活化，是后续海藻酸钠与改性剂反应的重要步骤。

32、接枝剂：接枝剂为含有羰基和羧基官能团的化合物，接枝剂中的羧基官能团可以与聚乙二醇中的羟基反应，从而使得经过接枝后的聚合物含有羰基官能团，而羰基官能团可以与酰胺基反应得到酰腙键，进而制备得到改性海藻酸钠。

33、二甲基亚砜：二甲基亚砜是一种极性有机溶剂，能够溶解多种有机物。

34、聚乙二醇：聚乙二醇具有亲水性、生物相容性好等优点，利用接枝剂中含有的羧基官能团与聚乙二醇反应来对聚乙二醇进行修饰，可以发挥聚乙二醇水凝胶的生物功能。

35、接枝剂：接枝剂中含有羧基和羰基官能团，接枝剂可以对聚乙二醇分子进行修饰，增加聚乙二醇分子的多样性。

36、4-二甲氨基吡啶：4-二甲氨基吡啶作为一种催化剂，起到催化效果。

37、四氢呋喃：四氢呋喃是一种极性有机溶剂，能够溶解多种有机物，包括聚乙二醇、接枝剂、二环己基碳二亚胺等。这使得这些化合物能够在溶液中充分混合并反应。

38、二环己基碳二亚胺：二环己基碳二亚胺是一种常用的脱水剂，它能够与接枝剂中的羧酸或羟基反应，去除水分，从而促进接枝反应的进行。在温度为-2℃～2℃条件下，二环己基碳二亚胺与接枝剂混合，形成新的混合物，然后加入到接枝混合液中，加速接枝反应的进行。

39、乙醚：乙醚是一种非极性有机溶剂，能够与四氢呋喃中的有机物相容，并用于从四氢呋喃提取水溶性产物。通过逐滴加入乙醚并过滤，可以得到白色产物，这些产物是水溶性的，不溶于乙醚。将白色产物溶于四氢呋喃后，通过沉降和重复操作，可以进一步纯化产物，去除杂质。

40、营养添加剂：营养添加剂作为基础原料物质之一，其主要作用是提供植物生长所需的营养物质，促进植物生长和土壤生态系统的恢复。

41、脱盐碱改良剂：脱盐碱改良剂其主要作用是调节土壤的ph值和去除土壤中的盐分，从而改善土壤的化学性质。

42、肥料：肥料作为基础原料物质之一，其主要作用是为植物生长提供必要的营养元素，促进植物生长和土壤生态系统的恢复。本发明优选肥料为有机肥料。

43、膨润土：膨润土具有很强的吸水性和膨胀性，可以增加土壤的孔隙度，改善土壤的通气性和透水性，有利于植物根系的生长。

44、本发明的有益效果：

45、1、与现有技术相比，通过改性剂改性海藻酸钠与羰基封端聚乙二醇制剂的席夫碱反应，制备了酰腙键交联的聚合物，再将聚合物对腐殖酸进行包覆制备得到改性海藻酸钠微球，再将改性海藻酸钠微球与生物质炭混合得到土壤改良剂，最后将土壤改良剂用于赤泥土壤修复。

46、2、通过利用改性海藻酸钠、腐殖酸和生物质炭制备的土壤改良剂有利于提高赤泥土壤修复能力，并提高腐殖酸缓释性能；一是包覆材料可以有效减少了水、空气等环境因子的影响；二是实现了土壤养分利用的持久性，减少了农药及改良剂的施用次数；三是降低了因农药浓度过高造成的药害。因此，缓/控释技术不仅能提高土壤养分的利用效率，还能降低人力成本，实现了土壤养分的可控释放。