本发明涉及修复剂制备技术领域，更具体地说，涉及一种自渗透型土壤重金属修复剂及其制备方法。
背景技术：
土壤是人类赖以生存和发展的基本资源，是农业发展的基础。但随着现代化工业的快速发展以及农药、化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。
根据全国土壤污染状况调查数据显示，目前国内的污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，从污染分布情况看，南方土壤污染相较于北方更为严重；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出；西南、中南地区土壤重金属污染超标范围较大；其中镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。全国受污染耕地1.5亿亩，占总耕地面积的8.3％，其中大部分为重金属污染，土壤重金属特别是镉、铅含量的增加会使土壤中细菌、固氮菌的数量明显减少，会破坏植物体中的叶绿素，减少根系对水分和养分的吸收，抑制根系对氮的固定和硝酸还原酶活性，同时镉、铅含量的增加加快了重金属对土壤的腐蚀速度，造严重影响土壤物理性能。
为此，我们提出一种一种自渗透型土壤重金属修复剂及其制备方法来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
技术实现要素：
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自渗透型土壤重金属修复剂及其制备方法，通过有机质与有机酸的基料混合，有效提高了该土壤修复剂对植物生长发育的促进性，改善了被修复土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用，同时有利于改变土壤的通气性、渗透性和吸附性，而增设沸石、泥炭、生物炭、风化煤等矿质改良剂，一方面有利于提高重金属元素发生吸附、离子交换等反应性能，可将土壤中的镉、铬、铅、砷、汞等重金属污染物进行固化、钝化，降低其生物有效性和在土壤中的迁移性，减少农作物吸收污染物质和向食物链转移的风险，另一方面有利于改善土壤的理化性状，提高土壤的保水性能，有效提高根系对水分和养分的吸收，帮助植物生长。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种自渗透型土壤重金属修复剂，包括按照质量份计的以下组分：40-60份有机质、10-20份有机酸、5-15份碳酸盐、25-40份沸石、3-5份泥炭、3-5份生物炭、5-10份风化煤、1-3份土壤渗透剂、2-5份螯合剂、0.5-1.5份保水剂，其制备方法为：包括以下步骤：
s1、按照上述组分的配比进行组分的称量；
s2、将适量有机质、有机酸置于发酵池内混合发酵形成发酵物，发酵完成后对发酵物进行压榨过滤，得到发酵固体残渣和发酵液；
s3、将碳酸盐、沸石、泥炭、生物炭、风化煤置于高速搅拌机中混合搅拌，搅拌时间为1.5-2.5h,得到混合物料粉末a；
s4、向s3中所得到的混合物料粉末a中加入适量发酵液、土壤渗透剂、螯合剂、保水剂混合搅拌，搅拌均匀并加热至70-85℃后恒温1.5-2h，直至水分蒸干，得到混合物料粉末b；
s5、向s4中所得到的混合物料粉末b中加入发酵固体残渣混合，得到混合固态物料，将混合固态物料置于造粒机中进行造粒，即得到本发明的渗透性重金属修复剂。
进一步的，所述有机质包括但不限于有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素中的一种或多种，所述有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素的质量比例为3-5：2-3：1-1.5：1-2，有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素等的混合配比，能够有效促进植物的生长发育，改善土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用，同时有利于改变土壤的通气性、渗透性和吸附性，有利于该土壤重金属修复剂充分渗透至土壤中并作用于土壤。
进一步的，所述s2中有机酸包括但不限于甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或多种，所述甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的质量比例为1-2：0.5-1：0.7-1.5：2-3，有机酸作为有机配体，与土壤固相表面以及土壤容易中的各种离子相互作用，尤与重金属离子相互作用后，降低金属离子的有效性。
进一步的，所述s2中发酵物的发酵时间为2-4周，发酵期间不断加水保持发酵物含水量保持在在55-70％。
进一步的，所述s3中碳酸盐包括但不限于碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵中的一种或多种，所述碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵的质量比例为2-3：0.5-1：0.5-1，碳酸盐优选为碳酸钙，碳酸钙可使得土壤中镉的吸附量增加，土壤镉的解吸量下降。
进一步的，所述s3中土壤渗透剂采用海卫渗透剂，s3中所述螯合剂包括但不限于乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸中的一种或多种，优选为乙二胺四乙酸，可用于去除重金属离子对酶的抑制作用。
进一步的，所述高速搅拌机内设有搅拌组件与加热组件，且搅拌时间为1-2h。
进一步的，所述搅拌组件包括带有驱动装置的搅拌杆，所述搅拌杆的两侧侧壁上固定连接有连接板，两个所述连接板的外侧壁上从上到下依次固定连接有多个搅拌片，所述搅拌片的前后两侧均设有振动片，两个所述振动片均通过多个振动弹簧与搅拌片固定连接，且振动片的两端均活动套接连接有t形导向杆，所述t形导向杆固定连接在搅拌片上，在搅拌杆转动的过程中，实现对混合物料粉末b进行充分搅拌混合，而设置的振动弹簧与振动片的配合，有利于在搅动的过程中有效对混合物料粉末b中的一些较大结块起到拍打振碎作用，从而有利于提高搅拌混合效果。
进一步的，所述加热组件为陶瓷电加热器，优选为mch陶瓷发热体。
进一步的，所述造粒机上设有粉碎机，所述粉碎机内设有粉碎刀组，所述粉碎刀组包括设置在粉碎箱内的粉碎辊组，所述粉碎箱的外侧壁上固定安装有对粉碎辊组进行驱动的驱动电机和传动组件，所述传动组件由传动带与两个传动轮组成，在制粒前将混合物料粉末b与发酵固体残渣混合得到的混合固态物料进行粉碎处理，粉碎后不仅降低了混合固态物料的大小，还有利于提高混合物料粉末b与发酵固体残渣混合充分性，从而提高制粒效果。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过有机质与有机酸的基料混合，有效提高了该土壤修复剂对植物生长发育的促进性，改善了被修复土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用，同时有利于改变土壤的通气性、渗透性和吸附性，而增设沸石、泥炭、生物炭、风化煤等矿质改良剂，一方面有利于提高重金属元素发生吸附、离子交换等反应性能，可将土壤中的镉、铬、铅、砷、汞等重金属污染物进行固化、钝化，降低其生物有效性和在土壤中的迁移性，减少农作物吸收污染物质和向食物链转移的风险，另一方面有利于改善土壤的理化性状，提高土壤的保水性能，帮助植物生长。
(2)有机质包括但不限于有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素中的一种或多种，有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素的质量比例为3-5：2-3：1-1.5：1-2，有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素等的混合配比，能够有效促进植物的生长发育，改善土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用，同时有利于改变土壤的通气性、渗透性和吸附性，有利于该土壤重金属修复剂充分渗透至土壤中并作用于土壤。
(3)s2中有机酸包括但不限于甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或多种，甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的质量比例为1-2：0.5-1：0.7-1.5：2-3，有机酸作为有机配体，与土壤固相表面以及土壤容易中的各种离子相互作用，尤与重金属离子相互作用后，降低金属离子的有效性。
(4)s3中碳酸盐包括但不限于碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵中的一种或多种，碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵的质量比例为2-3：0.5-1：0.5-1，碳酸盐优选为碳酸钙，碳酸钙可使得土壤中镉的吸附量增加，土壤镉的解吸量下降。
(5)搅拌组件包括带有驱动装置的搅拌杆，搅拌杆的两侧侧壁上固定连接有连接板，两个连接板的外侧壁上从上到下依次固定连接有多个搅拌片，搅拌片的前后两侧均设有振动片，两个振动片均通过多个振动弹簧与搅拌片固定连接，且振动片的两端均活动套接连接有t形导向杆，t形导向杆固定连接在搅拌片上，在搅拌杆转动的过程中，实现对混合物料粉末b进行充分搅拌混合，而设置的振动弹簧与振动片的配合，有利于在搅动的过程中有效对混合物料粉末b中的一些较大结块起到拍打振碎作用，从而有利于提高搅拌混合效果。
(6)造粒机上设有粉碎机，粉碎机内设有粉碎刀组，粉碎刀组包括设置在粉碎箱内的粉碎辊组，粉碎箱的外侧壁上固定安装有对粉碎辊组进行驱动的驱动电机和传动组件，传动组件由传动带与两个传动轮组成，在制粒前将混合物料粉末b与发酵固体残渣混合得到混合固态物料进行粉碎处理，粉碎后不仅降低了混合固态物料的大小，还有利于提高混合物料粉末b与发酵固体残渣混合充分性，从而提高制粒效果。
附图说明
图1为本发明的主要的工艺流程图；
图2为本发明的搅拌组件处的正面结构示意图；
图3为本发明的搅拌组件处的俯视图；
图4为本发明的粉碎刀组处的正面结构示意图；
图5为本发明的粉碎刀组处的俯视图。
图中标号说明：
1搅拌杆、2连接板、3搅拌片、4振动片、5振动弹簧、6t形导向杆、7粉碎箱、8粉碎辊组、9驱动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：包括按照质量份计的以下组分：40份有机质、10份有机酸、5份碳酸盐、25份沸石、3份泥炭、3份生物炭、5份风化煤、1份土壤渗透剂、2份螯合剂、0.5份保水剂，其制备方法为：包括以下步骤：
s1、按照上述组分的配比进行组分的称量；
s2、将适量有机质、有机酸置于发酵池内混合发酵形成发酵物，发酵完成后对发酵物进行压榨过滤，得到发酵固体残渣和发酵液；
s3、将碳酸盐、沸石、泥炭、生物炭、风化煤置于高速搅拌机中混合搅拌，搅拌时间为1.5h,得到混合物料粉末a；
s4、向s3中所得到的混合物料粉末a中加入适量发酵液、土壤渗透剂、螯合剂、保水剂混合搅拌，搅拌均匀并加热至70℃后恒温1.5h，直至水分蒸干，得到混合物料粉末b；
s5、向s4中所得到的混合物料粉末b中加入发酵固体残渣混合，得到混合固态物料，将混合固态物料置于造粒机中进行造粒，即得到本发明的渗透性重金属修复剂。
实施例2：
请参阅图1，一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：包括按照质量份计的以下组分：50份有机质、15份有机酸、10份碳酸盐、32份沸石、4份泥炭、4份生物炭、8份风化煤、2份土壤渗透剂、4份螯合剂、1份保水剂，其制备方法为：包括以下步骤：
s1、按照上述组分的配比进行组分的称量；
s2、将适量有机质、有机酸置于发酵池内混合发酵形成发酵物，发酵完成后对发酵物进行压榨过滤，得到发酵固体残渣和发酵液；
s3、将碳酸盐、沸石、泥炭、生物炭、风化煤置于高速搅拌机中混合搅拌，搅拌时间为2h,得到混合物料粉末a；
s4、向s3中所得到的混合物料粉末a中加入适量发酵液、土壤渗透剂、螯合剂、保水剂混合搅拌，搅拌均匀并加热至78℃后恒温1.7h，直至水分蒸干，得到混合物料粉末b；
s5、向s4中所得到的混合物料粉末b中加入发酵固体残渣混合，得到混合固态物料，将混合固态物料置于造粒机中进行造粒，即得到本发明的渗透性重金属修复剂。
实施例3：
请参阅图1，一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：包括按照质量份计的以下组分：60份有机质、20份有机酸、15份碳酸盐、40份沸石、5份泥炭、5份生物炭、10份风化煤、3份土壤渗透剂、5份螯合剂、1.5份保水剂，其制备方法为：包括以下步骤：
s1、按照上述组分的配比进行组分的称量；
s2、将适量有机质、有机酸置于发酵池内混合发酵形成发酵物，发酵完成后对发酵物进行压榨过滤，得到发酵固体残渣和发酵液；
s3、将碳酸盐、沸石、泥炭、生物炭、风化煤置于高速搅拌机中混合搅拌，搅拌时间为2.5h,得到混合物料粉末a；
s4、向s3中所得到的混合物料粉末a中加入适量发酵液、土壤渗透剂、螯合剂、保水剂混合搅拌，搅拌均匀并加热至85℃后恒温2h，直至水分蒸干，得到混合物料粉末b；
s5、向s4中所得到的混合物料粉末b中加入发酵固体残渣混合，得到混合固态物料，将混合固态物料置于造粒机中进行造粒，即得到本发明的渗透性重金属修复剂。
其中，s2中有机质包括但不限于有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素中的一种或多种，有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素的质量比例为3-5：2-3：1-1.5：1-2，s2中有机酸包括但不限于甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或多种，甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的质量比例为1-2：0.5-1：0.7-1.5：2-3，有机质与有机酸配比发酵混合得到发酵物，其发酵物的发酵时间为2-4周，发酵期间不断加水保持发酵物含水量保持在在55-70％，s3中碳酸盐包括但不限于碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵中的一种或多种，碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵的质量比例为2-3：0.5-1：0.5-1，s3中土壤渗透剂采用海卫渗透剂，海卫渗透剂能够剥离金属离子，与阴离子螯合成分子团，渗透至土壤深层，有利于促进微生物与重金属络合成蛋白铁金属物，不易溶于水而渗透，移离植物根区，螯合剂包括但不限于乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸中的一种或多种，优选为乙二胺四乙酸可用于去除重金属离子对酶的抑制作用。
请参阅图2-3，高速搅拌机内设有搅拌组件，搅拌组件包括带有驱动装置的搅拌杆1，搅拌杆1的两侧侧壁上固定连接有连接板2，两个连接板2的外侧壁上从上到下依次固定连接有多个搅拌片3，搅拌片3的前后两侧均设有振动片4，两个振动片4均通过多个振动弹簧5与搅拌片3固定连接，且振动片4的两端均活动套接连接有t形导向杆6，t形导向杆6固定连接在搅拌片3上，在搅拌杆1转动的过程中，实现对混合物料粉末b进行充分搅拌混合，而设置的振动弹簧5与振动片4的配合，有利于在搅动的过程中有效对混合物料粉末b中的一些较大结块起到拍打振碎作用，从而有利于提高搅拌混合效果，且高速搅拌机内设有加热组件，加热组件为陶瓷电加热器，优选为mch陶瓷发热体，有利于控制高速搅拌机内的温度变化。
请参阅图4-5，造粒机上设有粉碎机，粉碎机内设有粉碎刀组，粉碎刀组包括设置在粉碎箱7内的粉碎辊组8，粉碎箱7的外侧壁上固定安装有对粉碎辊组8进行驱动的驱动电机9和传动组件，传动组件由传动带与两个传动轮组成，在制粒前将混合物料粉末b与发酵固体残渣混合得到混合固态物料进行粉碎处理，粉碎后不仅降低了混合固态物料的大小，还有利于提高混合物料粉末b与发酵固体残渣混合充分性，从而提高制粒效果。
通过有机质与有机酸的基料混合，有效提高了该土壤修复剂对植物生长发育的促进性，改善了被修复土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用，同时有利于改变土壤的通气性、渗透性和吸附性，而增设沸石、泥炭、生物炭、风化煤等矿质改良剂，一方面有利于提高重金属元素发生吸附、离子交换等反应性能，可将土壤中的镉、铬、铅、砷、汞等重金属污染物进行固化、钝化，降低其生物有效性和在土壤中的迁移性，减少农作物吸收污染物质和向食物链转移的风险，另一方面有利于改善土壤的理化性状，提高土壤的保水性能，帮助植物生长。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：包括按照质量份计的以下组分：40-60份有机质、10-20份有机酸、5-15份碳酸盐、25-40份沸石、3-5份泥炭、3-5份生物炭、5-10份风化煤、1-3份土壤渗透剂、2-5份螯合剂、0.5-1.5份保水剂，其制备方法为：包括以下步骤：
s1、按照上述组分的配比进行组分的称量；
s2、将适量有机质、有机酸置于发酵池内混合发酵形成发酵物，发酵完成后对发酵物进行压榨过滤，得到发酵固体残渣和发酵液；
s3、将碳酸盐、沸石、泥炭、生物炭、风化煤置于高速搅拌机中混合搅拌，搅拌时间为1.5-2.5h,得到混合物料粉末a；
s4、向s3中所得到的混合物料粉末a中加入适量发酵液、土壤渗透剂、螯合剂、保水剂混合搅拌，搅拌均匀并加热至70-85℃后恒温1.5-2h，直至水分蒸干，得到混合物料粉末b；
s5、向s4中所得到的混合物料粉末b中加入发酵固体残渣混合，得到混合固态物料，将混合固态物料置于造粒机中进行造粒，即得到本发明的渗透性重金属修复剂。
2.根据权利要求1所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述s2有机质包括但不限于有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素中的一种或多种，所述有机氮肥、秸秆粉、沼液、植物纤维素的质量比例为3-5：2-3：1-1.5：1-2。
3.根据权利要求1所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述s2中有机酸包括但不限于甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或多种，所述甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的质量比例为1-2：0.5-1：0.7-1.5：2-3。
4.根据权利要求1所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述s2中发酵物的发酵时间为2-4周，发酵期间不断加水保持发酵物含水量保持在在55-70％。
5.根据权利要求1所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述s3中碳酸盐包括但不限于碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵中的一种或多种，所述碳酸钙、碳酸钠、碳酸铵的质量比例为2-3：0.5-1：0.5-1。
6.根据权利要求1所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述s3中土壤渗透剂采用海卫渗透剂，s3中所述螯合剂包括但不限于乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸中的一种或多种，优选为乙二胺四乙酸。
7.根据权利要求1所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述高速搅拌机内设有搅拌组件与加热组件，且搅拌时间为1-2h。
8.根据权利要求7所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述搅拌组件包括带有驱动装置的搅拌杆(1)，所述搅拌杆(1)的两侧侧壁上固定连接有连接板(2)，两个所述连接板(2)的外侧壁上从上到下依次固定连接有多个搅拌片(3)，所述搅拌片(3)的前后两侧均设有振动片(4)，两个所述振动片(4)均通过多个振动弹簧(5)与搅拌片(3)固定连接，且振动片(4)的两端均活动套接连接有t形导向杆(6)，所述t形导向杆(6)固定连接在搅拌片(3)上。
9.根据权利要求7所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述加热组件为陶瓷电加热器，优选为mch陶瓷发热体。
10.根据权利要求9所述的一种自渗透型土壤重金属修复剂，其特征在于：所述造粒机上设有粉碎机，所述粉碎机内设有粉碎刀组，所述粉碎刀组包括设置在粉碎箱(7)内的粉碎辊组(8)，所述粉碎箱(7)的外侧壁上固定安装有对粉碎辊组(8)进行驱动的驱动电机(9)和传动组件，所述传动组件由传动带与两个传动轮组成。
技术总结
本发明公开了一种自渗透型土壤重金属修复剂及其制备方法，属于修复剂制备技术领域，一种自渗透型土壤重金属修复剂及其制备方法，通过有机质与有机酸的基料混合，有效提高了该修复剂对植物生长发育的促进性，改善了被修复土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，同时有利于改变土壤的通气性、渗透性和吸附性，而增设沸石、泥炭、生物炭、风化煤等矿质改良剂，一方面有利于提高重金属元素发生吸附、离子交换等反应性能，可将土壤中的镉、铬、铅、等重金属污染物进行固化、钝化，降低其生物有效性和在土壤中的迁移性，减少农作物吸收污染物质和向食物链转移的风险，另一方面有利于改善土壤的理化性状。
技术研发人员：杨涛
受保护的技术使用者：杨涛
技术研发日：.09.06
技术公布日：.12.20
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