[发明专利]一种干旱区土壤Cd污染修复剂的应用效果检测方法

说明书

本发明公开一种干旱区土壤Cd污染修复剂的应用效果检测方法，涉及土壤修复技术领域，解决了现有检测方法不适用干旱区中碱性土壤Cd污染的修复效果检测，难以筛选出效果最佳的改性生物炭的技术问题。该方法包括S100：以棉杆为原料制备生物炭原料，通过不同浸渍浓度的柠檬酸酸化、H2O2氧化和负载MnOx进行改性，分别制得第一改性生物炭、第二改性生物炭和第三改性生物炭；S200：筛选出第一改性生物炭、第二改性生物炭、第三改性生物炭中吸附效果最好的浸渍浓度；S300：进行吸附实验；S400：进行解吸实验。本发明以棉杆生物炭原料得到改性生物炭，适用干旱区中碱性土壤Cd污染的修复效果检测，便于筛选出效果最佳的改性生物炭材料和条件。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种干旱区土壤Cd污染修复剂的应用效果检测方法。

背景技术

随着中国工业化、城镇化快速推进，土壤重金属污染日益突出，土壤中重金属具有普遍性、隐蔽性、不可逆性、生物富集性等特点。土壤重金属污染的元素中，镉(Cd)的生物毒性最强，在环境中的化学活性强，毒性持久，生物迁移性较强，极易被作物吸收累积，危害作物的生长发育，严重影响作物品质和产量，并经食物链的富集作用危及人类健康，土壤镉污染已成为全球严重的环境问题。

土壤镉对动植物的毒性效应取决于其生物有效性，进入到土壤中的镉，经过溶解沉淀、氧化还原、吸附解吸、络合离解等一系列物理化学反应后，形成具有不同活性的各种形态的镉。一般而言，能被生物吸收或可对生物产生毒害的形态称为有效态镉，土壤镉的生物有效性决定土壤镉的生物毒性，而不同形态的镉可发生转化。生物炭较强的吸附能力及较高的pH可以通过吸附或沉淀作用将土壤中的重金属元素转化为有效性较低的有机结合态，从而对重金属达到固定作用，降低土壤孔隙水中重金属浓度，从而减少其对微生物、植物及土壤动物的生物有效性。

生物炭又称生物质炭，是指废弃生物质如农作物废弃物、城市垃圾以及动物粪便等在缺氧或微氧条件下，高温热解制备的一类富含碳素的高度芳香化固体产物。近年来，生物炭因其具有含碳量高、比表面积大、孔隙发达、官能团丰富等特点，被广泛应用于土壤改良、增加碳汇、修复环境污染等农业和环境保护领域。生物炭对重金属的吸附机理主要有静电吸附作用、离子交换作用、表面沉淀作用、阳离子-π作用、与含氧官能团络合等多个方面。

由于生物炭原材料本身特点及热解过程中所产生的一些副产物，导致高温热解所得到的生物炭的比表面积较小，孔隙结构及表面官能团的数目和种类较少，生物炭的吸附能力较差。为了提高生物炭的吸附能力，近年来，出现了将生物炭与其他材料组合的技术，该技术通过物理、化学或生物方法改善生物炭的物理、化学和生物特性，合成具有新性能、新结构的材料，提高生物炭吸附能力，将其应用于水体和土壤环境污染修复。

目前，改性生物炭修复土壤重金属污染的研究多针对酸性土壤重金属污染土壤修复，还没有应用在对干旱区中碱性土壤重金属污染的修复。新疆处于干旱区，天山北麓中段、准噶尔盆地西南缘的土壤重金属污染尤为严重，而其中Cd是最主要的生态风险因子。现有的改性生物炭修复技术无法应用在新疆干旱区的土壤环境，对干旱区碱性土壤重金属Cd污染的修复效果不佳，亟需探索一种可靠适用的土壤Cd污染修复剂的应用效果检测方法，用于筛选出修复效果最佳的土壤Cd污染修复剂。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有土壤Cd污染修复剂效果检测方法不适用于干旱区中碱性土壤Cd污染的修复效果检测，难以筛选出修复效果最佳的适用于干旱区中碱性土壤Cd污染的改性生物炭。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干旱区土壤Cd污染修复剂的应用效果检测方法，以解决现有技术中存在的土壤Cd污染修复剂效果检测方法不适用于干旱区中碱性土壤Cd污染的修复效果检测，难以筛选出修复效果最佳的适用于干旱区中碱性土壤Cd污染的改性生物炭的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：