[发明专利]一种改性生物质炭材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种改性生物质炭材料的制备方法，将农作物秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，将得到的秸秆粉末加入到含有亚铁离子和铈离子的混合溶液中浸泡20‑30小时，然后取出，用去离子水清洗，接着放入真空干燥箱进行干燥，再放入碳化炉中，在氮气氛围下升温至400‑500℃，处理3‑6小时，得到改性生物质炭材料。该方法操作简单，成本低，制得的改性生物质炭材料可加速水体及土壤中春雷霉素的降解，并降低植物中春雷霉素含量，还能促进植物的生长，具有良好的社会效益。

技术领域

本发明涉及一种改性生物质炭材料的制备方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

水稻稻瘟病是水稻生产上的重要病害之一，在水稻整个生育期均可发生，其中以叶瘟发生最为普遍，穗颈瘟为害最为严重。稻瘟病对水稻产量造成重大损失，且严重影响水稻品质。化学防治一直是稻瘟病综合治理中不可缺少的防治手段。春雷霉素(Kasugamycin)又称春日霉素、加收米、加瑞农等，是从土壤中分离得到的一种放线菌所产生的氨基糖苷类抗菌素，其产生菌为小金色链霉菌，对水稻上稻瘟病有优异防效，一般可达80％以上。不仅如此，春雷霉素的适用作物还包括马铃薯、黄瓜、芹菜、高粱、辣椒、菜豆、柑橘等，可防治甜菜上的甜菜生尾孢、马铃薯上的胡萝卜软鸥文氏菌、菜豆上的栖菜豆假单孢菌、黄瓜上的流泪假单孢菌、番茄叶霉病、黄瓜细菌性角斑病等。作为一种农、医两用抗生素，春雷霉素对人、畜、家禽急性毒性较低。春雷霉素作为高效、广谱、低毒、无公害生物农药，展示了越来越光明的市场前景。春雷霉素不仅能够针对农作物，对蔬菜类的主要致病菌起到良好的治病防病作用，而且毒性弱，对于食品安全和环境产生的威胁远小于其他农药，但是目前对于春雷霉素在作物和蔬菜上的降解规律以及施用规范尚未确定，只有最大残留量(GB2763-2014)谷物中(糙米)0.1mg/kg，蔬菜(番茄)0.05mg/kg，水果(柑橘0.1mg/kg，荔枝0.05mg/kg),无法准确的应用于实际种植。在实际作物和蔬菜的施用过程中往往用量大于规定的量或者使用频率过高，造成残留量较高，半衰期增长，并且春雷霉素极易溶于水，对于地下水和地表自然水体有一定的污染。春雷霉素在酸性条件下稳定，半衰期较长，而在碱性条件下降解加快。因此，为了食品安全，加速其降解是一种良好的途径，并且食品安全问题日益严重，人们对农药残留问题的关注也日益增多。目前的农药修复方法中，普遍存在成本较高，不合适大面积推广。

生物质炭是农业废弃物粉碎后在中低温缺氧条件下生产的一种固体物质。在生产过程中形成了特殊的物理化学性能，譬如空隙多、比表面积大、官能团含量丰富，对于污染物有很好的修复功能。国内农林有机废弃物数量庞大，常见的农林废弃物有各种作物秸秆、椰子壳、花生壳等工农业废弃物。作为一种新的环境友好型土壤改良剂，其所表现出的修复污染土壤的潜力引起了研究者的广泛关注。目前对于生物质炭的修复污染，多见于对于重金属和持久性有机污染物的施用，而对于春雷霉素的关注较少，采用现有技术的生物质炭用于修复春雷霉素污染的土壤或水体时，普遍存在春雷霉素去除率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决采用现有技术方法制备的生物质炭用于修复和降解春雷霉素污染的土壤或水体时，存在的春雷霉素去除率低的问题，提供一种改性生物质炭材料的制备方法，该方法操作简单，成本低，制得的改性生物质炭材料可加速水体及土壤中春雷霉素的去除和降解，并降低植物从地下部向地上部的转移，加速植物体内降解，提高了粮食的安全性。

技术方案

一种改性生物质炭材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将农作物秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，得到秸秆粉末；

(2)取六水硝酸亚铁和六水硝酸铈，加入到无氧水中溶解，得到含有亚铁离子和铈离子的混合溶液；

(3)将步骤(1)的秸秆粉末加入到步骤(2)的含有亚铁离子和铈离子的混合溶液中浸泡20-30小时，然后取出，用去离子水清洗，接着放入真空干燥箱进行干燥，再放入碳化炉中，在氮气氛围下升温至400-500℃，处理3-6小时，得到改性生物质炭材料。