一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法技术

本发明专利技术公开了一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，属于矿区农田土壤防治技术领域，该方法为将尾矿砂与未受污染的土壤混合，并在其中添加生物炭和纳米羟基磷灰石，保持土壤含水率为20％

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法


[0001]本专利技术涉及矿区农田土壤防治
，特别是涉及一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法。

技术介绍

[0002]矿产资源开发活动会产生大量的尾矿，这些尾矿砂的堆积不仅占用了大面积的土地资源，更重要的是，尾矿中往往残留着大量的重金属元素，这些重金属会通过雨水的淋滤、污染灌溉、风沙扬尘、大气沉降等的作用，向地下和周边土壤迁移，造成周边水体和农田土壤的污染，进而使得一定量的重金属被矿区农作物吸收并富集，最终危及到人类的生命安全。
[0003]目前针对矿山生态化主要是物理修复法，包括土壤置换、土壤固化、翻土客土等，虽然受土壤性质的限制较小，但修复成本较高，存在破坏土壤结构的风险，因此只适合小面积金属污染土壤的修复，不适合耕地等大面积土壤的修复。因此，针对大量堆积的尾矿砂，需要寻求一种修复周期短，投入成本低，且能够改善矿区土壤理化性质又不会产生二次污染的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法。具体来说，将无污染的田园土壤与尾矿砂混合，利用生物炭和纳米羟基磷灰石在促进农作物生长的同时，招募根际有益微生物，进一步显著降低农作物对土壤中多种重金属的吸收和富集，保障农产品的质量安全，以此达到减少客土使用量、促进植物生长、降低植物对重金属吸收和富集的目的，同时实现一定的经济收益。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，将尾矿砂与未受污染的土壤混合，并在其中添加生物炭和纳米羟基磷灰石，保持土壤含水率为20％
‑
25％。
[0007]优选的，将尾矿砂与未受污染的土壤混合之前，还包括将尾矿砂与未受污染的土壤分别风干并过筛的前处理步骤。
[0008]优选的，所述未受污染的土壤为田园土壤。
[0009]优选的，所述生物炭为玉米秸秆生物炭。
[0010]优选的，所述纳米羟基磷灰石的粒度＜100nm。
[0011]优选的，生物炭添加量为土壤和尾砂总质量的0
‑
5％，纳米羟基磷灰石添加量为土壤和尾砂总质量的0
‑
0.5％，均不为0。
[0012]优选的，尾矿砂与未受污染的土壤按照1：3的质量比混合。
[0013]本专利技术公开了以下技术效果：
[0014](1)本专利技术基于生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，在减少客
土量的前提下，可以实现矿区生态化。
[0015](2)本专利技术方法中生物炭和纳米羟基磷灰石的添加能够提高土壤肥力，特别是增加土壤总有机碳和磷素的含量。
[0016](3)本专利技术基于生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，添加的生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化重金属，降低土壤重金属的生物可利用性。
[0017](4)本专利技术基于生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，添加的生物炭和纳米羟基磷灰石能增加土壤持水能力和保肥能力，促进植株的生长。且随着生物炭添加比重的增加对植株地上和地下部分生物量的作用也逐渐增强。
[0018](5)本专利技术基于生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，生物炭和纳米羟基磷灰石改良后的土壤，显著降低了植株对重金属的吸收和富集。
[0019](6)本专利技术基于生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，生物炭和纳米羟基磷灰石的添加改变了根际微生物的多样性和群落组成。在多金属胁迫下，招募具有金属耐性和更有利于植物生长的有益微生物。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为BCR连续提取法测定非根际土壤中重金属Cu的酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态各形态含量占比；
[0022]图2为BCR连续提取法测定非根际土壤中重金属Pb的酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态各形态含量占比；
[0023]图3为BCR连续提取法测定非根际土壤中重金属Zn的酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态各形态含量占比；
[0024]图4为大豆植株地上部分和地下部分的重金属Cu含量；
[0025]图5为大豆植株地上部分和地下部分的重金属Pb含量；
[0026]图6为大豆植株地上部分和地下部分的重金属Zn含量。
[0027]图7为大豆根际细菌在门水平的群落组成。
具体实施方式
[0028]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0029]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0030]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规
技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0031]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0032]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0033]本专利技术的室温指的是25
±
2℃。
[0034]本专利技术的实施例提供一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，将尾矿砂与未受污染的土壤混合，并在其中添加生物炭和纳米羟基磷灰石，保持土壤含水率为20％
‑
25％。
[0035]生物炭和纳米羟基磷灰石不仅能在减少客土量的前提下，可以实现矿区生态化，还能够提高土壤肥力，特别是增加土壤总有机碳和磷素的含量，同时还可以增加土壤持水能力和保肥能力，改变根际微生物多样性和群落组成，促进植株的生长，降低植株对重金属的吸收和富集。
[0036]在本专利技术的实施例中，以大豆植株为例，测试固化后对植株的影响，具体方法如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，其特征在于，将尾矿砂与未受污染的土壤混合，并在其中添加生物炭和纳米羟基磷灰石，保持土壤含水率为20％
‑
25％。2.根据权利要求1所述一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，其特征在于，将尾矿砂与未受污染的土壤混合之前，还包括将尾矿砂与未受污染的土壤分别风干并过筛的前处理步骤。3.根据权利要求2所述一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法，其特征在于，所述未受污染的土壤为田园土壤。4.根据权利要求1所述一种生物炭和纳米羟基磷灰石协同微生物固化多金属方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，耿环环，马率，曹曼曼，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：