一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法技術

本發明專利技術屬于土壤修復技術領域，公開了一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法。所述方法為：將廢棄蛋殼清洗、烘干，并進行粉碎處理，得到蛋殼粉末，然后將蛋殼粉末與重金屬污染酸性農田土壤混合均勻，培養30天以上，得到改良后的土壤。本發明專利技術的蛋殼來自農產品廢棄物，變廢為寶，具有成本低廉，適用范圍廣，對環境無污染的特點；本發明專利技術的方法能夠有效的提高土壤pH，降低土壤中重金屬的活性形態的同時，提高土壤中有效鈣的含量，在礦區周邊酸性農田土壤重金屬污染的環境治理和農業的可持續發展方面具有重要的現實意義和實用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于土壤修復
，具體涉及一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法。
技術介紹
土壤是人類賴以生存的主要資源之一，土壤重金屬污染已經成為全球面臨的重要問題。礦產的開采和冶煉是土壤中重金屬的主要來源。隨著經濟的發展，我國在對礦山的開采和冶煉中，由于開采不當和環保措施的缺乏，尾礦中的銅、鉛、鎘等重金屬進入土壤和水系，使得周圍的生態環境和人類健康受到嚴重的影響。在廣東大寶山礦區，很多學者對其污染情況進行調查。邢寧等、黃穗虹等、周建民等均指出大寶山礦區周邊土壤是以Cu、Zn、As、Cd和Pb為主的多金屬復合污染。其中稻田土中重金屬Cu、Zn、As和Cd含量遠遠超出了國家土壤環境二級標準。重金屬污染土壤通常采用物理、化學、生物等修復方法經行修復。其中化學固定/穩定(鈍化)化等改良技術具有成本低廉，效果顯著，修復周期短等優點，因此作為一種常見的修復方法得到了普遍的應用。目前，常用的固定污染土壤重金屬的改良劑主要有：石灰、磷酸鹽、硅酸鹽、粉煤灰、沸石、有機物料等，其中，石灰類改良劑是固定土壤重金屬最傳統最普遍的方法，研究表明，運用鈣素，例如碳酸鈣和磷灰石也能有效的固定土壤重金屬。雖然石灰類改良劑利于環境友好，但是并沒有得到廣泛的研究。雞蛋殼是非常有用的資源，若加以充分利用，可以變廢為寶，減少環境污染，又增加社會財富。目前國內對雞蛋殼的利用，主要是將其粉碎后拌入飼料，作為家畜的鈣添加劑；還有加工蛋血粉肥、制成食品膨化助劑、加工蛋殼接粉直接入藥等用途，但蛋殼資源的利用率還是很低，大部分依然被廢棄，對環境仍有很大的污染。根據前人對雞蛋殼的開展的研究工作表明，在國內外大多數都是以改性或焙燒的雞蛋殼用于污水廢水中重金屬吸附或去除的研究，對于重金屬復合污染的土壤，采用雞蛋殼作為固化劑還少有研究。隨著人們生活水平的提高和食品工業的發展，雞蛋的消耗量大幅度增加，在蛋清、蛋黃利用后，大批量雞蛋殼被扔棄。我國是禽蛋生產和消費大國，年禽蛋總量達2400x104t，占世界總產量的46％，其中雞蛋殼又占雞蛋總質量的12％-13％，尤其食品廠、糕點廠、孵化場、飯店等，絕大部分雞蛋沒有加工利用，而是被當成廢物隨便丟棄。我國每年扔掉的雞蛋殼多達400x104t，這不僅造成環境污染，也造成資源浪費。對雞蛋殼進行綜合利用，即可避免環境污染，又可增加社會效益和經濟效益。目前，廢棄蛋殼的綜合利用研究正逐漸收到重視。雞蛋可分為雞蛋殼、蛋白、蛋黃及胚盤或胚珠4部分，雞蛋殼是一種完全高度結合的生物鈣，由無機物和有機蛋白質組合而成，其平均含量為93％的碳酸鈣、1％的碳酸鎂、3.2％的磷酸鈣和磷酸鎂無機物以及2.8％的有機物。研究表明，蛋殼以及蛋殼膜對部分重金屬的吸附量達到90％以上，有實驗證明蛋殼對溶液中三價鉻離子吸附試驗中，在較小的蛋殼投放量，pH為5時，其吸附量能達到160mg/kg，等等相關實驗表明蛋殼對重金屬的吸附性能是十分可觀的。目前國內外對蛋殼的研究中，少有人將目光瞄向蛋殼的吸附性質。
技術實現思路
為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本專利技術的目的在于提供一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法。本專利技術目的通過以下技術方案實現：一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法，包括如下步驟：將廢棄蛋殼清洗、烘干，并進行粉碎處理，得到蛋殼粉末，然后將蛋殼粉末與重金屬污染酸性農田土壤混合均勻，培養30天以上，得到改良后的土壤。優選地，所述蛋殼粉末的粒徑大小為20～100目，更優選100目。優選地，所述蛋殼粉末的投加量相對于重金屬污染酸性農田土壤的質量比為0.1～10g/kg。優選地，所述的培養包括淹水條件下培養、濕潤條件下培養或干燥條件下培養。本專利技術的原理為：蛋殼主要含有碳酸鈣，CaCO3是強堿弱酸鹽，添加到土壤中發生水解會產生OH-，從而引起土壤pH增加，土壤表面負電荷增加，從而使土壤對重金屬的親和性增加，有利于MOH+的存在(M表示某金屬)，從而提高土壤對重金屬離子的吸附量，而且OH-會與CO2反應生成CO32-,而可CO32-與Mn+生成難溶的碳酸鹽沉淀，從而降低土壤中重金屬的生物可利用性。相對于現有技術，本專利技術具有如下優點及有益效果：(1)本專利技術的蛋殼來自農產品廢棄物，變廢為寶，具有成本低廉，適用范圍廣，對環境無污染的特點；(2)本專利技術蛋殼能夠有效的提高土壤pH，降低土壤中重金屬的活性形態的同時，提高土壤中有效鈣的含量；(3)本專利技術的方法改良效果理想，這不僅能達到資源的充分利用，還能有效地減少環境污染；同時能為礦區周邊酸性農田土壤重金屬污染的環境治理和農業的可持續發展提供科學依據，具有重要的現實意義和實用價值。附圖說明圖1為本專利技術實施例2分別經不同蛋殼濃度在淹水、濕潤和干燥條件下改良前后的土壤pH變化圖；圖2為本專利技術實施例3分別經不同蛋殼濃度在淹水、濕潤和干燥條件下改良前后的土壤非有效性(非活性)重金屬Cu、Zn、Cd的含量圖；圖3為本專利技術實施例3分別經不同蛋殼濃度在淹水、濕潤和干燥條件下改良前后的土壤重金屬Cu形態測定結果圖；圖4為本專利技術實施例3分別經不同蛋殼濃度在淹水、濕潤和干燥條件下改良前后的土壤鈣形態測定結果圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1將廢棄蛋殼清洗、烘干，并進行粉碎處理，分別選取粒徑為20目、40～60目、100目的蛋殼粉末，然后將蛋殼粉末與重金屬污染酸性農田土壤混合均勻，蛋殼濃度為1g/kg。其中重金屬污染酸性農田土壤采自廣東省韶關市大寶山礦區上壩村污染土壤，土壤質地為壤土，土壤pH為4.67，有機質含量為29.47g/kg，鉛含量為128.33mg/kg，銅含量為185.61mg/kg，鋅含量為245.79mg/kg，鉻含量為31.34mg/kg，鎳含量為0.94mg/kg，鎘含量為0.64mg/kg，總鈣含量427.8mg/kg，其中有效鈣僅為總鈣的19.90％～25.83％。淹水條件下培養30天，得到改良后的土壤。本實施例分別經20目、40～60目、100目的蛋殼粉末改良后的土壤與原土壤相比，土壤中的非有效性(非活性)重金屬Cu、Zn、Cd含量均有所增加，其中非有效性Cu分別增加為原來的9.44倍(20目)、10.40倍(40～60目)、10.41倍(100目)，非有效性Zn分別增加為原來的2.73倍(20目)、2.74(40～60目)倍、2.87倍(100目)，非有效性Cd分別增加為原來的2.03倍(20目)、2.01倍(40～60目)、2.20倍(100目)，說明蛋殼粉末對土壤中的活性重金屬有很好的固定作用。當粒徑為100目時，雞蛋殼粉末對活性重金屬的固定效果較好，這是因為雞蛋殼粒徑越小，與土壤的接觸表面積越大，溶解速率越快，中和土壤酸度的能力就越強，作用時間越短，固定重金屬的量就越多。從此上結果可以看出，雞蛋殼粒徑為100目效果最佳。實施例2將廢棄蛋殼清洗、烘干，并進行粉碎處理，選取粒徑為100目的蛋殼粉末，然后將蛋殼粉末與重金屬污染酸性農田土壤混合均勻，使蛋殼濃度分別為0.1g/kg、1g/kg、10g/kg。其中重金屬污染酸性農田土壤采自廣東省韶關市大寶山礦區上壩村污染土壤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法，其特征在于包括如下步驟：將廢棄蛋殼清洗、烘干，并進行粉碎處理，得到蛋殼粉末，然后將蛋殼粉末與重金屬污染酸性農田土壤混合均勻，培養30天以上，得到改良后的土壤。

【技術特征摘要】
1.一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法，其特征在于包括如下步驟：將廢棄蛋殼清洗、烘干，并進行粉碎處理，得到蛋殼粉末，然后將蛋殼粉末與重金屬污染酸性農田土壤混合均勻，培養30天以上，得到改良后的土壤。2.根據權利要求1所述的一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法，其特征在于：所述蛋殼粉末的粒徑大小為20～100目。3.根據權利要求2所述的一種采用蛋殼對重金屬污染酸性農田土壤進行改良的方法，其特征在于：所述蛋殼粉末的粒徑大小為10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧桂寧，屈璐，林璋，黨志，楊成方，謝瑩瑩，易筱筠，郭楚玲，楊琛，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44