一种用于重金属污染土壤修复的秸秆生物炭改性方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109401755A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201710712871.X(22)申请日2017.08.18(71)申请人中国科学院沈阳应用生态研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人徐永刚宇万太马强周桦(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人马驰(51)Int.Cl.C09K17/40(2006.01)B09C1/08(2006.01)C09K101/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种用于重金属污染土壤修复的秸秆生物炭改性方法(57)摘要本发明涉及一种用于重金属污染土壤修复的秸秆生物炭改性方法，(1)将作物秸秆作为生物炭原料于烘箱，然后粉碎，过目筛，获得粉末状作物秸秆；(2)称取作物秸秆，置于箱式气氛炉中，通入氮气保持无氧条件，程序升温至目标温度，保持终温热解2-4小时，即原始生物炭；(3)将生物炭用去离子水反复清洗至中性后，烘干；(4)称取秸秆生物炭，浸入到30％氢氧化钠中，搅拌；(5)用去离子水反复冲洗后，置于烘箱后即得目的产物-碱改性生物炭。本发明将作物秸秆减量化、无害化处置，添加至重金属污染土壤能有效固化重金属污染物，实现修复效果持久稳定和无二次污染，是一种理想的低成本土壤重金属污染修复剂。CN109401755ACN109401755A权利要求书1/1页1.一种用于重金属污染土壤修复的秸秆生物炭改性方法，其特点在于，包括如下步骤：(1)将作物秸秆作为生物炭原料于烘箱60-80℃下烘干8-10小时，然后粉碎，过50-100目筛，获得通过筛子的粉末状作物秸秆；(2)称取粉末状作物秸秆，置于箱式气氛炉中，通入氮气保持无氧条件，从室温程序升温至目标温度(400-600℃)，保持目标温度下热解2-4小时，即原始生物炭；(3)将生物炭用去离子水反复清洗至中性后，60-80℃下烘干4-6小时；(4)称取步骤(3)得到的生物炭，按照固液质量比1:5-1:10浸入到质量浓度为30％氢氧化钠中，搅拌；(5)用去离子水冲洗后，过滤，置于烘箱60-80℃下烘干4-6小时，后即得目的产物，即碱改性生物炭；(6)将步骤(5)得到的碱改性生物炭与待修复的重金属污染土壤充分混合，保持土壤田间持水量60％，老化1-3个月。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生物炭原料的炭化目标温度为450-550℃。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中无氧条件以氮气提供，热解2.5-3.5小时。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原始生物炭与30％氢氧化钠按照1:7.5的质量比混合搅拌。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于按照2％的质量比将碱性生物炭施加到重金属污染土壤中。2CN109401755A说明书1/4页一种用于重金属污染土壤修复的秸秆生物炭改性方法技术领域[0001]本发明涉及一种土壤重金属污染修复剂，具体的说是一种新的重金属污染土壤修复剂的制备方法。背景技术[0002]不合理的重金属开采与冶炼、固体废弃物处置、污水灌溉、农药和肥料施用等活动及大气沉降等因素导致大量重金属进入水体和土壤环境，它们可通过直接饮用或食物链进入人体从而给人体健康带来极大危害，严重危害公众健康和生态系统安全(Aksuetal.,2005)。[0003]土壤重金属污染原位钝化修复技术由于成本低廉、操作简便和见效快，且适合大面积污染治理等特点，使其在对土壤重金属污染的修复应用中备受关注(李剑睿等，2014)。目前土壤重金属污染原位钝化修复的关键技术在于钝化剂的开发，其原料主要为石灰性物质、黏土矿、含磷材料、有机肥和农业废弃物等。由于原料来源短缺或带来二次污染等原因，使原位钝化修复技术的推广受到了限制。因此，开发价格低廉、环境友好型的原位钝化剂成为该领域的热点(徐露露等，2013)。近年来的研究表明：生物炭作为重金属污染土壤修复的原位钝化剂，对重金属有很强的吸附能力，且可以有效降低土壤中重金属的有效态，减少其对植物的毒害和植物中重金属含量，具有可观的修复潜力(孙红文，2013；Ahmadetal.,2014；Mohanetal.,2014)。[0004]目前，生物炭已被应用于修复受重金属污染的土壤，然而生物炭是一种粗犷的富碳材料，其所具有的物化性质较为复杂，难以有较突出的化学功能性质，在环境应用中受到了一定的局限性，需要进一步的改进。因此，需要提供一种土用于重金属污染土壤修复的生物炭改性方法，该方法对于高、低浓度各种重金属污染土壤均有成效，且施用简单，作用快速，成本低廉，适用于大规模的推广和应用。[0005]ZümriyeA,IA.Removalofcopp