本發(fā)明屬于土壤改良劑,更具體的說是涉及一種用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑。
背景技術(shù):
1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的密集化,土壤有機(jī)污染已成為全球范圍內(nèi)亟待解決的環(huán)境問題。農(nóng)藥殘留、工業(yè)廢棄物及生活污染物的不當(dāng)處置,導(dǎo)致大量有機(jī)化合物滲入土壤,嚴(yán)重影響土壤的理化性質(zhì)和生物活性,限制作物生長(zhǎng),甚至通過食物鏈影響人類健康。傳統(tǒng)的土壤修復(fù)技術(shù),諸如物理剝離、化學(xué)淋洗等,往往成本高昂、操作復(fù)雜,且可能對(duì)土壤微環(huán)境造成二次傷害,影響生態(tài)平衡的恢復(fù)。生物修復(fù)方法,雖具有環(huán)境友好、可持續(xù)性高的特點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中面臨降解速率慢、針對(duì)性不強(qiáng)等局限,尤其是在處理復(fù)合型有機(jī)污染物時(shí)效率有限。
2、因此,開發(fā)一種既能高效去除土壤中多種有機(jī)污染物,又能改善土壤理化性質(zhì),促進(jìn)生態(tài)平衡恢復(fù)的新型土壤改良劑顯得尤為重要。理想的改良劑應(yīng)具備吸附能力強(qiáng)、生物活性高、來源廣泛且環(huán)境友好的特點(diǎn),同時(shí)其制備工藝需簡(jiǎn)便易行,以滿足大規(guī)模應(yīng)用的需求,成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需攻克的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑,通過氮摻雜生物炭的特性和復(fù)合微生物及酶系的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染土壤的有效治理與生態(tài)恢復(fù),推動(dòng)土壤污染治理技術(shù)的綠色發(fā)展,以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,實(shí)現(xiàn)土壤中有機(jī)污染物的安全高效的降解。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下方案:
3、本發(fā)明技術(shù)方案之一:提供一種用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑,按質(zhì)量份計(jì),組分包括:
4、氮摻雜生物炭20~50份、復(fù)合菌劑1~2份、復(fù)合酶1~2份、羥丙基甲基纖維素2~5份和礦物質(zhì)添加劑10~20份。
5、進(jìn)一步的,所述氮摻雜生物炭的制備步驟為:
6、將生物質(zhì)與氮源混合均勻,在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行熱解反應(yīng),制備得到氮摻雜生物炭。
7、優(yōu)選的,所述生物質(zhì)包括農(nóng)作物秸稈、木材廢棄物或果殼。
8、優(yōu)選的,所述氮源包括尿素、氨水或鳥糞石。
9、優(yōu)選的,所述生物質(zhì)和氮源的質(zhì)量比為4~20:1。
10、優(yōu)選的,所述熱解反應(yīng)的溫度為400~600℃,升溫速率為5~15℃/min,時(shí)間為0.5~2h。
11、氮摻雜生物炭不僅能夠吸附和固定有機(jī)污染物,還能提供額外的氮素,促進(jìn)土壤微生物的生長(zhǎng),增強(qiáng)土壤的保水保肥能力。
12、進(jìn)一步的,所述復(fù)合菌劑包括等質(zhì)量比的硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、蘇云金芽孢桿菌和醋酸菌。
13、優(yōu)選的,所述硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、蘇云金芽孢桿菌和醋酸菌的菌含量均不低于109cfu/g。
14、復(fù)合菌劑中的有益微生物能夠改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu),促進(jìn)有益菌群的增長(zhǎng),抑制病原菌的活動(dòng),維護(hù)土壤生態(tài)平衡,進(jìn)而提升土壤健康狀況。羥丙基甲基纖維素(hpmc)作為粘合劑,增強(qiáng)了改良劑在土壤中的分散性和穩(wěn)定性,有助于維持改良劑的長(zhǎng)期效果,同時(shí),hpmc還為微生物提供了一個(gè)保護(hù)層,提高了微生物的存活率和活性。
15、進(jìn)一步的,所述復(fù)合酶包括過氧化物酶、多酚氧化酶、裂合酶、脫氫酶和脫羧酶,質(zhì)量比為1:1:0.1:0.1:0.1。
16、優(yōu)選的,所述過氧化物酶、多酚氧化酶、裂合酶、脫氫酶和脫羧酶的酶活力均不低于5000u/g。
17、通過復(fù)合菌劑和復(fù)合酶的協(xié)同作用,可以有效降解多種有機(jī)污染物,包括工業(yè)廢棄物、農(nóng)藥和激素等。復(fù)合菌劑中的硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、蘇云金芽孢桿菌和醋酸菌,以及復(fù)合酶中的過氧化物酶、多酚氧化酶、裂合酶、脫氫酶和脫羧酶,共同作用,加速污染物的生物降解過程,提高土壤自凈能力。
18、進(jìn)一步的,所述礦物質(zhì)添加劑包括膨潤(rùn)土或硅藻土。
19、礦物質(zhì)添加劑能夠增加土壤的物理穩(wěn)定性和吸附能力,同時(shí)提供礦物養(yǎng)分,有助于改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力。
20、本發(fā)明技術(shù)方案之二:提供一種上述用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑的制備方法,步驟包括:
21、將復(fù)合菌劑和氮摻雜生物炭振蕩混合均勻,得到負(fù)載有復(fù)合菌的氮摻雜生物炭;
22、將復(fù)合酶和礦物質(zhì)添加劑振蕩混合均勻,得到負(fù)載有復(fù)合酶的礦物質(zhì)添加劑;
23、將所述負(fù)載有復(fù)合菌的氮摻雜生物炭、所述負(fù)載有復(fù)合酶的礦物質(zhì)添加劑和羥丙基甲基纖維素混合均勻,即得所述用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑。
24、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果:
25、本發(fā)明改良劑的制備方法簡(jiǎn)單,易于操作,將復(fù)合菌和復(fù)合酶分別負(fù)載于氮摻雜生物炭和礦物質(zhì)添加劑上,通過雙負(fù)載,可以提高其在土壤中的分布均勻性和使用效率。復(fù)合酶在施用前期快速降低土壤中有機(jī)污染物含量,進(jìn)而通過氮摻雜生物炭的吸附和復(fù)合菌劑生長(zhǎng)代謝對(duì)有機(jī)污染物的降解,持續(xù)的降低土壤中的有機(jī)污染物的含量,達(dá)到土壤改良的目的。
26、本發(fā)明的土壤改良劑主要采用農(nóng)業(yè)廢棄物(如農(nóng)作物秸稈、木材廢棄物、果殼)和天然礦物質(zhì)作為原料,實(shí)現(xiàn)了廢物資源化,減少了環(huán)境污染,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。
1.一種用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑,其特征在于,按質(zhì)量份計(jì),組分包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤改良劑,其特征在于,所述氮摻雜生物炭的制備步驟為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤改良劑,其特征在于,所述生物質(zhì)包括農(nóng)作物秸稈、木材廢棄物或果殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤改良劑,其特征在于,所述氮源包括尿素、氨水或鳥糞石。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤改良劑,其特征在于,所述生物質(zhì)和氮源的質(zhì)量比為4~20:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤改良劑,其特征在于,所述熱解反應(yīng)的溫度為400~600℃,升溫速率為5~15℃,時(shí)間為0.5~2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤改良劑,其特征在于,所述過氧化物酶、多酚氧化酶、裂合酶、脫氫酶和脫羧酶的質(zhì)量比為1:1:0.1:0.1:0.1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤改良劑,其特征在于,所述礦物質(zhì)添加劑包括膨潤(rùn)土或硅藻土。
9.一種權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述用于有機(jī)物污染土壤的土壤改良劑的制備方法,步驟包括: