本发明公开一种矿区沙质土壤修复剂及其制备方法及使用方法,通过对粉煤灰进行改性处理,将粉煤灰与颗粒态有机质适当混合,并用淀粉、污泥蛋白质及可溶性有机质调节其结构与官能团成分与活性,辅以辐照与焙烧处理,疏通了粉煤灰孔隙结构并改良官能团的功能特性,使其养分的释放与重金属的吸附可同时最大化,有效钝化土壤重金属,增加土壤肥力;同时将适当分子量的有机质与淀粉等营养及功能成分负载于粉煤灰修复剂上,不仅进一步增加了修复剂的肥效还改善了修复剂保水性能,使其更适合于陕北风沙带矿区受损土地的修复。
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1.一种矿区沙质土壤修复剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:S1将粉煤灰浸泡于弱酸水溶液中,浸泡后取出粉煤灰并进行焙烧处理,焙烧后冷却,得到第一前驱体;S2将颗粒态有机质、污泥蛋白质、淀粉和步骤S1中得到的第一前驱体混合得到第二前驱体,将第二前驱体与水混合得到固液混合物,对固液混合物进行第一次伽马射线辐照,辐照后冷却静置,进行第二次伽马射线辐照,辐照结束分离固液混合物,对得到的固体物质进行水洗、粉碎、烘干,得到第三前驱体;S3将可溶性有机质与步骤S2中得到的第三前驱体混合后进行第三次伽马射线辐照,辐照结束后冷却静置得到第四前驱体,在第四前驱体中加入污泥蛋白质粉末并进行第四次伽马射线辐照,辐照结束后分离第四前驱体,对得到的固体物质进行水洗、烘干、研磨,得到改性粉煤灰土壤修复剂;所述步骤S2中,所述第一次伽马射线辐照的条件为在56℃~59℃条件下采用450kGy~550kGy的伽马射线辐照17min~22min,辐照结束后冷却至室温静置3h~6h;所述第二次伽马射线辐照的条件为在56℃~59℃条件下采用450kGy~550kGy的伽马射线辐照10min~15min;对得到的固体物质采用去离子水反复冲洗直至浮杂彻底除去,然后将固体物质捣碎为小颗粒;所述步骤S3中,所述第三前驱体和可溶性有机质质量比为1:(3~7),所述第三次伽马射线辐射的条件为在室温下采用85kGy~100kGy的伽马射线辐照5min~9min,辐照结束后冷却至室温后静置2h~4h;所述步骤S3中,所述污泥蛋白质粉末占所述第一前躯体总质量的10%~25%,所述第四次伽马射线辐射的条件为在56℃~59℃条件下采用0.1kGy~0.6kGy的伽马射线辐照1min~5min;所述水洗采用去离子水水洗,所述固体物质水洗至表面无附着物。
2.根据权利要求1所述的一种矿区沙质土壤修复剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述粉煤灰与所述弱酸水溶液的质量比为1:(7~10),浸泡时间为5h~8h;所述粉煤灰在350℃~500℃条件下焙烧1h~1.5h。
3.根据权利要求1所述的一种矿区沙质土壤修复剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述粉煤灰、颗粒态有机质、污泥蛋白质、淀粉的质量比(5~9):(1~4):(1~3):(1~2);所述水为去离子水,所述第二前驱体与所述去离子水的质量比为1:(1~4)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种矿区沙质土壤修复剂的制备方法制得的改性粉煤灰土壤修复剂。
5.根据权利要求4所述的一种改性粉煤灰土壤修复剂的使用方法,其特征在于,在废弃矿区的土层施加改性粉煤灰土壤修复剂,并在施加改性粉煤灰土壤修复剂的区域种植绿化植物。
6.根据权利要求5所述的一种改性粉煤灰土壤修复剂的使用方法,其特征在于,所述改性粉煤灰土壤修复剂施加在所述废弃矿区距离地面5cm~10cm、20cm~40cm、50cm~80cm的土层上,不同高度土层上所述改性粉煤灰土壤修复剂的用量分别为10g/m2~40g/m2、30g/m2~100g/m2、50g/m2~250g/m2。
7.根据权利要求5所述的一种改性粉煤灰土壤修复剂的使用方法,其特征在于,对于污染严重地区于3~6月周期补充改性粉煤灰土壤修复剂,所述改性粉煤灰土壤修复剂的补充量为首次施加量的5%~20%。
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