[发明专利]一种页岩气开发平台土壤复垦强化剂以及其制备方法

说明书

本发明公开了一种页岩气开发平台土壤复垦强化剂，其制备方法包括从分离纯化芽孢杆菌与防线菌，进行培养放大；用硫酸溶液浸泡硅藻土进行预处理改性，然后烘干；将植物秸秆缺碳化后粉碎制成生物质碳粉；将制备的硅藻土与生物质碳粉按照质量比为1﹕5～1﹕7混合；加适量水，再用超声进行分散，之后干燥造粒，再置于管式炉中焙烧后取出形成载体；将制备的芽孢杆菌与防线菌等体积混合，再将载体采用浸渍法按固液体积比为1﹕4浸渍。本发明能够使页岩气开发平台复垦土壤能够达到农作物的种植要求，实现土壤的生态修复，具有良好的复垦效果。

技术领域

本发明属于页岩气开发过程中开发平台土壤复垦技术领域，特别涉及一种用于页岩气开发平台重金属及烃类物质污染风险土壤的复垦强化剂，使开发平台土壤达到农作物耕种要求，实现对开发平台土壤的生态修复。

背景技术

土壤复垦，是指对被破坏或退化的土地再生利用及其生态系统恢复的综合性技术过程。页岩气开发场地因气藏地理位置及井场钻井模式决定了钻井平台及配套设备设施的场地大小及布局。因此页岩气开发场地的占用空间及配套道路要求必须达到相关规定，但钻井平台在正常生产过程中保留输送管道及地面油气树等基础设施外，井场外围可通过复垦减少对土地的占用率，尽量降低对资源地生态的影响。在页岩气开采过程中因场地内在平整过程中需添加砂石夯实达到对设备的承重要求，开钻井口、废水收集池等特殊位置还需做防渗固化，因复垦土壤需要引入客土，往往客土层肥力低、团聚体结构特征、功能弱，从而影响土壤微生物群落发育和功能重建，不利于农作物的长期耕种。同时微生物作为土壤中最为活跃的组分，对重构土壤的发育和功能重建具有不可替代的激发催化作用，因此本发明从生物炭固定微生物菌群，从分子生态学视角对复垦土壤的固碳菌群进行调节，维持土壤生产力、抵抗非生物胁迫和恢复（重金属及石油烃），平衡复垦的环境效应及权衡土-粮食-碳之间关系，提升土壤固碳潜力及其功能基因丰度，保障粮食安全和维护生态安全，具有重要的意义。

发明内容

为克服现有技术中的缺点和不足，本发明提供一种用于页岩气开发平台土壤复垦强化剂，使页岩气开发平台复垦土壤能够达到农作物的种植要求，实现土壤的生态修复。同时本发明还提供一种制备该复垦强化剂的方法。在生物质碳粉中掺杂硅藻土的规整载体不仅强化了土壤复垦强化剂的机械强度，同时为复合菌群的生物代谢提供场所，提高土壤固碳潜力及其功能基因的丰度，保障粮食安全和维护生态安全。

本发明的目的是通过下述技术方案实现，一种页岩气开发平台土壤复垦强化剂，

所述的土壤复垦强化剂的制备方法，包含如下步骤：

S1：从土壤中分离纯化芽孢杆菌与防线菌，然后分别采用牛肉膏培养基进行培养放大，浓缩，使得两种菌群的菌量分别在0.9 ～1.1亿/ml；

S2：用质量浓度为20-35％的硫酸溶液浸泡硅藻土3 h进行预处理改性，以去除孔道和表面的杂质，然后进行烘干；

S3：将植物秸秆缺氧400～450℃碳化后粉碎至100～150目，制成生物质碳粉；

S4:将步骤S2中制备的硅藻土与步骤S3中制备生物质碳粉按照质量比为1﹕5～1﹕7混合；然后将混合物按照固液体积比为1﹕55-65加适量水，再用30-50kHZ，50W/L的超声对生物质碳粉与硅藻土进行分散，形成悬浊液，之后置于40℃真空干燥箱中干燥2 h后造粒成直径为5 mm和长度为5 mm的圆柱形颗粒，再置于管式炉中于500～550℃焙烧2 h，冷却后取出形成载体；

S5：将步骤S1中制备芽孢杆菌与防线菌等体积混合，再将步骤S4中制备的载体采用浸渍法按固液体积比为1﹕4浸渍，反应时间为4 h，之后取出置于25～35℃环境中保存。

进一步的，步骤S1中经培养后的芽孢杆菌与防线菌菌群的菌量为1亿/ml。

进一步的，步骤S4中硅藻土与生物质碳粉按照质量比为1﹕6混合。

进一步的，步骤S3中植物秸秆为油菜秸秆。