[0016] 下面结合附图,通过具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0017] 为避免重复,现将本具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下,实施例中不再赘述:
[0018] 所述农业废弃物为园林树枝、稻壳、玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆中一种或几种混合物,在质量分数为1~5%的KOH溶液中浸渍20~30h,用水洗至中性,干燥,得到制品在氮气保护下,在马弗炉中以350-450℃的温度下裂解,得到相应的生物碳质材料。根据实际所处的环境选择常见玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆来制作生物碳质材料,更有效的降低生产生物碳质材料的成本,同时可以处理农业废弃物,实现以废治废;本发明所用的原材料及来自当地的农业废弃物,所制得的生物碳质材料更温和,不会带入难以化学物质,该处理方法对环境更友好。
[0019] 实施例一
[0020] 本实施例中采取水稻秸秆为原材料,在经过处理后,在氮气保护下,于马弗炉中以350℃的温度进行煅烧,得到生物碳质材料。
[0021] 碘131单质污染浓度为2.46mg/g的土壤,其有机质含量为0%,粘粒含量为5%,pH为7.0。在烧杯中加入100g污染土壤,然后投加1.0%生物碳质材料并混合均匀;同时以100g污染土壤添加1.0%无污染土壤作为对照。向土壤中加入1L纯水进行浸泡(相当于暴雨级别以上),每8h进行一次搅拌,使水土得到充分接触。处理2天后,分别测定土壤固相中碘残留量和液相中碘含量,结果显示,处理后添加生物碳的土壤中碘残留量较无添加对照提高59.0%。
[0022] 实施例二
[0023] 本实施例中采取水稻秸秆为原材料,在经过处理后,在氮气保护下,于马弗炉中以450℃的温度进行煅烧,得到生物碳质材料。
[0024] 碘131单质污染浓度为2.46mg/g的土壤,其有机质含量为5%,粘粒含量为40%,pH为4.5。在烧杯中加入100g污染土壤,然后投加1.5%生物碳质材料并混合均匀;同时以100g污染土壤添加1.5%无污染土壤作为对照。向土壤中加入1L纯水进行浸泡(相当于暴雨级别以上),每8h进行一次搅拌,使水土得到充分接触。处理2天后,分别测定土壤固相中碘残留量和液相中碘含量,结果显示,处理后添加生物碳的土壤中碘残留量较无添加对照提高65.3%。
[0025] 实施例三
[0026] 本实施例中采取水稻秸秆为原材料,在经过处理后,在氮气保护下,于马弗炉中以400℃的温度进行煅烧,得到生物碳质材料。
[0027] 碘131单质污染浓度为2.46mg/g的土壤,其有机质含量为3%,粘粒含量为30%,pH为5.5。在烧杯中加入100g污染土壤,然后投加1.0%生物碳质材料并混合均匀;同时以100g污染土壤添加1.0%无污染土壤作为对照。加入1L水进行浸泡(相当于暴雨级别以上酸雨),每8h进行一次搅拌,使水土得到充分接触。处理2天后,分别测定土壤固相中碘残留量和液相中碘含量,结果显示,处理后添加生物碳的土壤中碘残留量较无添加对照提高77.1%,有着显著的提高。
[0028] 实施例四
[0029] 本实施例中采取水稻秸秆为原材料,在经过处理后,在氮气保护下,于马弗炉中以350℃的温度进行煅烧,得到生物碳质材料。
[0030] 碘131单质污染浓度为2.46mg/g的土壤,其有机质含量为3%,粘粒含量为30%,pH为7.0。在烧杯中加入100g污染土壤,然后投加0.25%生物碳质材料并混合均匀;同时以100g污染土壤添加0.25%无污染土壤作为对照。向土壤中加入1L纯水进行浸泡(相当于暴雨级别以上),每8h进行一次搅拌,使水土得到充分接触。处理2天后,分别测定土壤固相中碘残留量和液相中碘含量,结果显示,处理后添加生物碳的土壤中碘残留量较无添加对照提高34.8%。
[0031] 以上四个实施例显示,在制作生物碳质材料,裂解时温度为350-450℃,制得生物碳质材料其比表面积更大,具有更多的芳环结构,产生的效果也更优。本发明对于碘131元素处理的效果更优。本发明对于土壤的有机质含量为0~5%,粘粒含量为5~40%处理效果更优。本发明对土壤pH为4.5-5.5时处理效果更优。
[0032] 实施例五
[0033] 本实施例中采取玉米秸秆为原材料,在经过处理后,在氮气保护下,于马弗炉中以350℃的温度进行煅烧,得到生物碳质材料。
[0034] 以铯137离子污染浓度为0.55mg/g的土壤,其有机质含量为3%,粘粒含量为30%。在烧杯中加入100g污染土壤,然后撒施投加1.0%玉米秸秆生物碳质材料并混合均匀;同时以100g污染土壤添加1.0%无污染土壤作为对照。向土壤中加入1L纯水进行浸泡(相当于暴雨级别以上),每8h进行一次搅拌,使水土得到充分接触。处理2天后,分别测定土壤固相中铯残留量和液相中铯含量,结果显示,处理后添加生物碳的土壤中铯离子残留量较无添加对照提高603.6%。
[0035] 实施例六
[0036] 本实施例中采取玉米秸秆为原材料,在经过处理后,在氮气保护下,于马弗炉中以450℃的温度进行煅烧,得到生物碳质材料。
[0037] 以碘酸根离子(碘131)污染浓度为2.25mg/g的土壤,其有机质含量为3%,粘粒含量为30%。在烧杯中加入100g污染土壤,然后撒施投加1.0%玉米秸秆生物碳质材料并混合均匀;同时以100g污染土壤添加1.0%无污染土壤作为对照。向土壤中加入1L纯水进行浸泡(相当于暴雨级别以上),每8h进行一次搅拌,使水土得到充分接触。处理2天后,测定土壤固相中碘残留量和液相中碘含量,结果显示,处理后添加生物碳的土壤中碘残留量较无添加对照提高797.4%。
[0038] 实施例五、六中实验结果表明,本发明对包含离子态放射性元素污染土壤处理效果是非离子态的碘131元素的10倍左右,具有突出显著的效果。
[0039] 本发明实施时,在大规模应用时,可根据当地情况选择制作生物碳质材料的原材料,可以有效降低生产成本,且其缺氧裂解设备根据实际情况进行选择。同时应了解土壤的基本特性(有机质含量、粒度含量、pH),考虑加入生物碳质材料的百分比。具体操作时,将所制得的生物碳质材料,以土壤干土重计,按施加量为0.25%-1.5%播撒在受放射性元素污染的土壤中,通过翻耕的方式使得生物碳质材料与受放射性元素污染的土壤混合均匀。
[0040] 综上所述,用农业废弃物制备生物碳质材料,降低其潜在生态风险,缓解土壤放射性元素的污染。本发明方法操作简单、成本低廉、效果明显且对环境友好,可配合其他治理土壤放射性元素污染的方法使用。另外可根据实际所处的环境选择农业废弃物,可有效的降低处理成本;同时可以处理农业废弃物,实现以废治废。本发明对含有离子态放射性元素的土壤处理有着突出显著的效果。本发明对土壤pH为4.5-5.5时处理效果更优。
[0041] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。