一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保技術領域，具體涉及一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，我國土壤的重金屬污染狀況嚴重。國土資源部統(tǒng)計表明，目前全國耕種土地19%以上的點位已受重金屬污染，影響食品安全。土壤重金屬污染已造成我國水稻、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量下降，影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，并嚴重威脅人體健康。因此，如何降低土壤環(huán)境中重金屬含量，減少其對農(nóng)作物產(chǎn)品的污染，保障農(nóng)業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展是亟需解決的重要問題。生物質(zhì)炭具有良好的吸附特性，能對重金屬產(chǎn)生吸附作用，降低重金屬在土壤中的移動性，從而降低其生物有效性和環(huán)境風險。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，作為畜牧業(yè)大國，我國每年生豬出欄率達6.6億頭，按照生豬3-5%的正常死亡率，每年產(chǎn)生的病死豬的數(shù)量達2000萬頭以上，若處置不當，必然會產(chǎn)生一系列生態(tài)環(huán)境以及食品安全的問題。
[0004]利用病死豬制成的生物質(zhì)炭具有疏松多孔的結構(見圖1)，并且其表面官能團包括羥基、羥基等多種基團(見圖2)。相比于傳統(tǒng)植物性來源的生物質(zhì)炭，死豬炭是一種特殊的生物質(zhì)炭，磷和鈣含量較高(見圖3)。此外，死豬炭具有更高的比表面積(> 70 m2.g-1),pH值(> 9.3)和灰分(> 70%)。所以死豬炭對于土壤中重金屬的固定理論上優(yōu)于普通植物源的生物質(zhì)炭。如何將死豬炭作為鈍化劑用于重金屬污染土壤修復目前還沒有這方面的技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，并實現(xiàn)病死畜禽無害化處理，減輕其帶來的環(huán)境問題。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn):
本發(fā)明所述的一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，至少包括以下步驟:
(1)將病死豬投入熱解碳化反應爐中，高溫厭氧條件下制成生物質(zhì)炭，粉碎，混勻，過篩；
(2)取步驟(I)中過篩后生物質(zhì)炭，施入待修復土壤，混合均勻；
步驟(I)中反應溫度為300-900°C，反應時間為0.5-6 h。
[0007]步驟(I)中生物質(zhì)炭粉碎至0.01-10 mm。
[0008]步驟(2)中生物質(zhì)炭:土壤干重質(zhì)量比為0.1-10:100。
[0009]所述的待修復土壤為重金屬污染土壤，所述的重金屬包括有鉛、鎘、銅和鋅等中的至少一種。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)我國每年有大量的病死豬進入環(huán)境，病死豬的不合理處理帶來極大環(huán)境污染。本發(fā)明利用病死豬制備生物質(zhì)炭不僅解決了病死豬對環(huán)境造成的危害，實現(xiàn)了廢棄物資源化利用。同時也為復合重金屬污染土壤修復提供了一種有效的方法。
[0011](2)本發(fā)明選用病死豬炭為鈍化劑，其較高的含磷量和比表面積對于土壤中重金屬的固定要優(yōu)于普通植物源的生物質(zhì)炭，并且制備成本低廉，可實現(xiàn)批量處理，有利于生物質(zhì)炭的推廣應用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明死豬炭在不同放大倍數(shù)下的電鏡圖片(A:100倍、B:500倍，C:5000倍、D:10000 倍)。
[0013]圖2為本發(fā)明死豬炭的紅外譜圖。
[0014]圖3為本發(fā)明施用死豬炭對土壤重金屬CaCl2.含量的影響圖，圖中CK為空白對照，未經(jīng)任何處理的土壤。
[0015]圖4為本發(fā)明死豬炭對煙草植株體內(nèi)重金屬含量的影響，圖中CK為空白對照，未經(jīng)任何處理的土壤。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖和實施案例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]實施例1:一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法包括以下步驟:
(1)將待修復土壤即重金屬復合污染土壤(采自浙南水稻田)風干，
備用;
(2)將病死豬投入熱解炭化反應爐中，650°C厭氧條件下炭化4h，
制成生物質(zhì)炭，粉碎，混勾，過I mm篩；
(3)將生物質(zhì)炭與土壤干重質(zhì)量比1:100施入重金屬復合污染土壤中，混合均勻；
(4)按田間持水量的70%加入去離子水，穩(wěn)定后移栽煙苗，室溫下生長80天后收獲，修復完成。
[0018]實施例2:除加入生物質(zhì)炭與土壤干重質(zhì)量比2.5:100夕卜，其余和實施例1相同。
[0019]實施例3:除加入生物質(zhì)炭與土壤干重質(zhì)量比5:100外，其余和實施例1相同。
[0020]將所得土壤過2 mm篩，混合均勾，測定土壤中CaCl2_Pb、CaCl2-Cu> CaCl2-Cd和CaCl2-Zn的含量。結果表明(見圖3和圖4)，CaCl2-Pb和CaCl2-Cu含量未檢測出，經(jīng)本發(fā)明所述的死豬炭處理后土壤中CaCl2-Cd和CaCl2-Zn的含量均有明顯下降，并且施加量越大，對重金屬污染改良效果越好。此外，施加本發(fā)明所述死豬炭后，可以明顯減少Cd和Zn在煙草植株體內(nèi)的積累量。
【主權項】
1.一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，其特征在于該方法至少包括以下步驟: 將病死豬投入熱解炭化反應爐中，高溫厭氧條件下制成生物 質(zhì)炭，粉碎，混勻，過篩； 取步驟(I)中過篩后生物質(zhì)炭，施入待修復土壤，混合均勻。2.根據(jù)權利要求1所述的利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，其特征在于:步驟(I)中反應溫度為300-900°C，反應時間為0.5-6 h。3.根據(jù)權利要求1所述的利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，其特征在于:步驟(1)中生物質(zhì)炭粉碎至0.01-10 mm。4.根據(jù)權利要求1所述的利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，其特征在于:步驟(2)中生物質(zhì)炭與土壤干重質(zhì)量比為0.01-10:100。5.根據(jù)權利要求1所述的利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法，其特征在于所述的待修復土壤為重金屬污染土壤，所述的重金屬包括有鉛、鎘、銅和鋅中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型生物質(zhì)炭用于重金屬污染土壤修復中，具體為一種利用死豬炭修復重金屬污染土壤的方法至少包括以下步驟：將病死豬投入熱解炭化反應爐中，高溫厭氧條件下制成生物質(zhì)炭，粉碎，混勻，過篩；取過篩后生物質(zhì)炭，施入待修復土壤，混合均勻。本發(fā)明選用病死豬炭，其較高的含磷量和比表面積對于土壤中重金屬的固定優(yōu)于普通植物源生物質(zhì)炭，并且制備成本低廉，可實現(xiàn)批量處理，有利于生物質(zhì)炭的推廣應用。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號】CN104907323
【申請?zhí)枴緾N201510339300
【發(fā)明人】王海龍, 孫濤, 楊興
【申請人】浙江農(nóng)林大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月18日