本发明属于土壤重金属污染修复，更具体的说是涉及一种钛石膏复合生物炭的制备方法及其在砷污染土壤中的应用。
背景技术：
1、砷(arsenic,as)是自然界中普遍存在的一种有毒的类金属元素，地壳中as含量排第20位。自然界中as以200多种矿物形式存在，其中60％为砷酸盐，20％为as的硫化物和硫酸盐矿物，其余20％是砷化物、亚砷酸盐和as的氧化物等。基态as原子的价电子层结构为4s24px'4py'4p21，可表现出多种价态(-3、+3和+5)，其中的主要价态为正三价和正五价。在无机砷中，as(iii)的毒性与其对生物分子的疏基和许多酶的半胱氨酸残基的高度亲和性有关，形成的as(iii)-s键通过抑制酶的活性从而造成各种有害作用。因此明晰as在土壤中的转化进而采取措施进行修复从而降低土壤中as的生态风险具有重要意义。
2、as污染土壤修复主要通过降低土壤中as的总量，或降低as在土壤中迁移扩散能力，从而降低as对环境和人类健康的危害。目前成熟并广泛应用的as污染土壤修复技术包括植物修复、固化稳定化修复、淋洗技术以及几种技术联合修复。而固化稳定化修复因其修复周期短，操作简便的特点，被广泛应用于土壤as修复的实际应用中。
3、生物炭是生物质在限氧环境下通过热化学转化得到的产物。农作物秸秆数量多、来源广，是制备生物炭的主要原料。对生物炭进行资源化利用，不仅可以解决农业上固体废弃物秸秆的处置问题，而且符合国家绿色经济、循环经济、低碳经济的可持续发展理念，并产生良好的经济效益、环境效益和社会效益。
4、90％以上数量的钛白粉企业采用固相硫酸法进行生产，而硫酸法生产钛白粉时会产生大量酸性废水，为处理酸性废水，企业通常加入石灰类碱性物质中和，这一中和过程就是工业固体废弃物钛石膏(rg，red gypsum)的产生途径。
5、有关于钛石膏的研究发展至今，钛石膏在土壤重金属修复方面的的资源化利用仍然较少，旨在通过以废治废的方式，把钛石膏与秸秆进行综合资源化利用，将生物炭中丰富的生物质与钛石膏中丰富的金属氧化物进行结合，在保持了高效的处理效果的同时进一步降低处理成本，因此如何将钛石膏和生物炭复合降低as污染的危害，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种钛石膏复合生物炭的制备方法及其在砷污染土壤中的应用，以解决上述现有技术存在的问题，实现在钝化土壤中砷的同时进一步降低阻控植物对砷的吸收的效果。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明技术方案之一：提供一种钛石膏复合生物炭的制备方法，步骤包括：
4、将秸秆与钛石膏复合后在氮气气氛保护下进行限氧热解即得钛石膏复合生物炭；
5、所述复合为浸提法复合或机械研磨混合法复合。
6、进一步的，所述秸秆与钛石膏复合的比例为钛石膏中的fe与秸秆的质量比为1:20。
7、进一步的，所述秸秆经风干、粉碎后过2mm筛。
8、进一步的，所述浸提法复合的步骤包括：将钛石膏加入硫酸溶液中，搅拌混合反应完全后过滤，收集滤液，将秸秆浸渍于所述滤液后，在60℃水浴条件下搅拌2h后烘干即完成所述浸提法复合。
9、优选的，所述硫酸溶液的浓度为0.5mol/l。
10、优选的，所述钛石膏和硫酸溶液的质量/体积比为10g:100ml。
11、优选的，所述烘干的温度为100℃。
12、进一步的，所述机械研磨混合法复合的步骤包括：将钛石膏和秸秆进行密闭搅拌，充分混合即完成所述机械研磨混合法复合。
13、进一步的，所述限氧热解的步骤参数为：以20℃/min的升温速率升温至800℃，保温1h后冷却至室温即完成所述限氧热解。
14、本发明技术方案之二：提供一种由上述方法制备得到的钛石膏复合生物炭。
15、本发明技术方案之三：提供一种上述钛石膏复合生物炭作为钝化剂在修复土壤重金属污染或降低植物可食用部位砷含量中的应用。
16、进一步的，所述修复土壤重金属污染为降低土壤砷含量。
17、本发明技术方案之四：提供一种上述钛石膏复合生物炭作为钝化剂耦合水肥调控在修复土壤重金属污染或降低植物可食用部位砷含量中的应用。
18、本发明公开了以下技术效果：
19、本发明基于农田土壤重金属砷污染和工业固体废弃物钛石膏(rg)的资源化利用，利用了水热浸提法与研磨共热法成功将rg与生物炭进行复合，制备出了drg-bc与grg-bc，能够有效降低土壤中的生物有效态砷含量，从而使得由土壤富集到植物根部和茎叶部分的砷含量随之减小，并且本发明制备得到的钛石膏复合生物炭富含活性基团以及大量有机质等，施加后不但可以降低土壤中砷离子的生物有效性，还可对土壤起到提升土壤肥力、促进植物生物量增加的作用，能够显著的提升植物的生物量以及叶绿素荧光量，在成本以及制备上具有良好的经济效益，1.5％比例的添加也并未对植物生长造成胁迫，而是进一步的起到了促进的作用。
20、本发明制备得到的钛石膏复合生物炭耦合水肥调控，在不同的含水率以及肥力条件下均能够保持较高的钝化率。
1.一种钛石膏复合生物炭的制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述秸秆与钛石膏复合的比例为钛石膏中的fe与秸秆的质量比为1:20。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸提法复合的步骤包括：将钛石膏加入硫酸溶液中，搅拌混合反应完全后过滤，收集滤液，将秸秆浸渍于所述滤液后，在60℃水浴条件下搅拌2h后烘干即完成所述浸提法复合。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为0.5mol/l；所述钛石膏和硫酸溶液的质量/体积比为10g:100ml；所述烘干的温度为100℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述机械研磨混合法复合的步骤包括：将钛石膏和秸秆进行密闭搅拌，充分混合即完成所述机械研磨混合法复合。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述限氧热解的步骤参数为：以20℃/min的升温速率升温至800℃，保温1h后冷却至室温即完成所述限氧热解。
7.一种如权利要求1～6任一项所述制备方法制得的钛石膏复合生物炭。
8.一种如权利要求7所述的钛石膏复合生物炭作为钝化剂在修复土壤重金属污染或降低植物可食用部位砷含量中的应用。
9.一种如权利要求7所述的钛石膏复合生物炭作为钝化剂耦合水肥调控在修复土壤重金属污染或降低植物可食用部位砷含量中的应用。
