一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法及应用，将海藻酸钠粉末、尿素粉末和Fe3O4纳米粉末制成混合液，将该混合溶液通过蠕动泵滴入CaCl2溶液，形成海藻酸盐固化微球，再将海藻酸盐固化微球用壳聚糖进行包裹，洗涤干燥后既得固化微球型肥料。将本发明专利技术所制备的固化微球型肥料与农田土壤混合，固化微球型肥料可以持续缓慢释放其包裹的尿素和提高农田土壤肥力，促进农作物生长，同时将农田土壤中的重金属离子去除，使农作物体内重金属残留量质到安全食用标准。体内重金属残留量质到安全食用标准。体内重金属残留量质到安全食用标准。

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法及应用


[0001]本申请属于土壤净化
，尤其涉及一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法及应用。

技术介绍

[0002]我国是农业大国，农田土壤质量直接关系到粮食安全。目前我国农田土壤主要存在土壤酸化，重金属污染等问题，这些问题不仅对环境造成严重影响，而且直接影响到人类身体健康。
[0003]传统的尿素氮肥投加进土壤后，会迅速释放，若投加量不当会导致局部尿素浓度升高，农作物短时间内无法全部吸收，过多的尿素会造成农作物“烧苗”，且多余的尿素还会因为挥发和浸出进入环境中，造成环境污染。氮肥施用不当是造成我国农田土壤酸化的主要原因之一。我国每年通过各种途径损失的氮量占到总氮量52％。农田土壤酸化，会对农作物的生长发育不利，减少作物产量。而且农田土壤酸化增强了土壤重金属活性及其迁移和扩散能力，减弱了土壤—植物系统重金属迁移屏障，加剧了重金属污染的危害。此外，土壤中有害重金属也会影响农作物的生长，而且有害重金属会通过农作物进入食物链，最终影响人类身体健康。
[0004]农田土壤的重金属修复通常采用采用客土置换、电动修复、化学洗脱、成矿固化和植物修复等方法。通常，电动修复、化学洗脱和植物修复能够减少土壤中重金属的，而成矿固化可改变土壤中Cd的存在形态，从而降低其植物利用率和流动性。化学洗脱可以原位或异位进行，而电动修复、固化稳定化、植物修复通常在原位进行。客土置换由于会破坏土壤结构，转移污染风险且费用昂贵。电动修复和化学洗脱在减少土壤中重金属方面有明显优势，但会显著改变土壤的物理化学性质以及降低土壤养分状况。植物修复效率低且干扰农作物的正常栽培，不适合用于正常种植作物的农田土壤修复。成矿固化可通过形成方解石矿物对重金属进行吸附固定，成矿固化技术效果好，适用范围广，但长期固化过程中方解石矿物上吸附的重金属可能具有二次释放的风险。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法及应用，来控制农田土壤中的尿素滥用和重金属污染情况，修复土壤。
[0006]为了实现上述目的，本申请技术方案如下：
[0007]一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法，包括：
[0008]将海藻酸钠粉末、尿素、Fe3O4纳米粉末溶于去离子水中，高速搅拌后制得混合溶液；
[0009]通过蠕动泵将混合溶液中滴入氯化钙溶液，海藻酸盐固化微球形成海藻酸盐固化微球，捞出备用；
[0010]将壳聚糖粉末溶于稀醋酸溶液，搅拌制成壳聚糖溶液后备用；
[0011]在所述壳聚糖溶液中加入海藻酸盐固化微球，低速搅拌一段时间后，过滤洗涤干燥后即得用于土壤修复的固化微球型肥料。
[0012]进一步的，所述混合溶液中海藻酸钠质量含量为1wt％～3wt％。
[0013]进一步的，所述尿素粉末与Fe3O4纳米粉末质量比控制在5:1～10:1；混合液中的尿素的质量含量控制在3wt％～5wt％，Fe3O4纳米粉末的质量含量控制在0.3wt％～1wt％。
[0014]进一步的，所述氯化钙溶液中氯化钙质量含量为1wt％～2wt％。
[0015]进一步的，所述稀醋酸溶液的浓度为1％(v/v)～2％(v/v)。
[0016]进一步的，所述壳聚糖溶液中壳聚糖质量含量为1wt％～3wt％。
[0017]本申请还提出了一种所制备得到的固化微球型肥料的应用方法，所述固化微球型肥料的应用，包括：
[0018]将所述固化微球型肥料，在播种前与土壤混合，使土壤表层覆盖住固化微球型肥料；
[0019]在15～30天后，通过磁力作用回收所述固化微球型肥料。
[0020]进一步的，所述固化微球型肥料的应用，还包括：
[0021]根据所述固化微球型肥料中包括的尿素量选择向土壤中投加所述固化微球型肥料，满足所述固化微球型肥料中含有的氮含量与土壤的质量比为：0.2～0.5g/kg。
[0022]本申请提出的一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法及应用，具有如下有益效果：
[0023](1)可以持续缓慢的向周围土壤释放尿素，给与农作物吸收的时间，充分发挥尿素的效力，在促进农作物生长的同时避免了多余的尿素因挥发和淋溶浸出导致进入其他环境介质，造成环境污染。
[0024](2)还具有去除农田土壤中的重金属的功能，避免了重金属对农作物的毒害作用，可以将农作物体内的重金属含量有效控制在安全标准以下。
[0025](3)使用的材料为海藻酸钠、壳聚糖，海藻酸钠和壳聚糖都是一种生物相容性好、可生物降解的聚合物，对金属离子有很高的亲和力。
[0026](4)固化微球型肥料在发挥效果后，可通过磁力作用进行分离回收，对附着重金属的固化微球型肥料进行回收处理，避免了二次污染的风险。
[0027](5)本申请所准备的固化微球型肥料的制备及应用，具有操作简单，成本低廉，使用材料方便易得，可回收无污染，绿色环保等优点。
附图说明
[0028]图1为本申请用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法流程图；
[0029]图2为本申请实施例小白菜体内Cd、As含量比较图；
[0030]图3为本申请实施例菠菜体内Cd、As含量比较图。
具体实施方式
[0031]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0032]如图1所示，本申请一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法，包括：
[0033]将海藻酸钠粉末、尿素、Fe3O4纳米粉末溶于去离子水中，高速搅拌后制得混合溶液；
[0034]通过蠕动泵将混合溶液中滴入氯化钙溶液，海藻酸盐固化微球形成海藻酸盐固化微球，捞出备用；
[0035]将壳聚糖粉末溶于稀醋酸溶液，搅拌制成壳聚糖溶液后备用；
[0036]在所述壳聚糖溶液中加入海藻酸盐固化微球，低速搅拌一段时间后，过滤洗涤干燥后即得用于土壤修复的固化微球型肥料。
[0037]在一个实施例中，所述混合溶液中海藻酸钠质量含量为1wt％～3wt％。
[0038]在另一个实施例中，所述尿素粉末与Fe3O4纳米粉末质量比控制在5:1～10:1；混合液中的尿素的质量含量控制在3wt％～5wt％，Fe3O4纳米粉末的质量含量控制在0.3wt％～1wt％。
[0039]在另一个实施例中，所述氯化钙溶液中氯化钙质量含量为1wt％～2wt％。
[0040]在另一个实施例中，所述稀醋酸溶液的浓度为1％(v/v)～2％(v/v)。
[0041]在另一个实施例中，所述壳聚糖溶液中壳聚糖质量含量为1wt％～3wt％。
[0042]需要说明的是，所述固化微球型肥料中还可以包裹其他农作物需要的营养肥料，如：磷肥、钾肥、微量元素。wt％是重量百分比，％(v/v)表示体积百分比。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法，其特征在于，所述用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法，包括：将海藻酸钠粉末、尿素、Fe3O4纳米粉末溶于去离子水中，高速搅拌后制得混合溶液；通过蠕动泵将混合溶液中滴入氯化钙溶液，形成海藻酸盐固化微球，捞出备用；将壳聚糖粉末溶于稀醋酸溶液，搅拌制成壳聚糖溶液后备用；在所述壳聚糖溶液中加入海藻酸盐固化微球，低速搅拌一段时间后，过滤洗涤干燥后即得用于土壤修复的固化微球型肥料。2.根据权利要求1所述的用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法，其特征在于，所述混合溶液中海藻酸钠质量含量为1wt％～3wt％。3.根据权利要求1所述的用于土壤修复的固化微球型肥料制备方法，其特征在于，所述尿素粉末与Fe3O4纳米粉末质量比控制在5:1～10:1；混合液中的尿素的质量含量控制在3wt％～5wt％，Fe3O4纳米粉末的质量含量控制在0.3wt％～1wt％。4.根据权利要求1所述的用于土壤修复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，章晓亮，张凯华，张道勇，潘响亮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：