本申请涉及重金属污染土壤修复，更具体地说，它涉及一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法。
背景技术：
1、目前，随着我国工农业的快速发展，采矿、冶炼以及农药、化肥施用等行为所导致的重金属污染问题日趋严重，而重金属具有隐蔽性、难降解性及致癌性等特性，且可通过水、土及食物链等途径在生物体内累积，影响农产品的安全，进而危害人类健康。金属矿山开采与冶炼活动使原来深埋于地下的矿石暴露于地表，导致矿石中重金属元素向环境释放成为可能，矿石以及围岩中的重金属元素以废水、废渣和废气等形式进入到矿区及周边地区的地表水体、地下水体、大气和土壤中，给当地或者周围的生态系统造成严重的重金属污染，经水生系统以及土壤-植物系统等进入人类的食物链，最终危害人类健康，导致修复工作更加复杂和困难。因此寻求成本比较低廉、效果较显著的土壤调理剂尤为重要。
2、原位钝化技术是目前修复土壤重金属污染的一种高效且常用的技术。通过向土壤中原地施用一定量的钝化剂或改良材料，通过调控土壤ph、氧化还原电位、有机质含量、阳离子交换量等，进而改变土壤中重金属的赋存形态，将其“钝化”，降低其迁移性，进而降低其生物有效性。然而针对当前砷镉复合污染土壤的原位钝化修复应用，还存在以下问题，需要进一步改进和提高： （1）传统使用矿物原材料、工业生产废弃物制备的土壤调理剂二次污染风险高，且过量施用不利于土壤质量的提高；（2）目前的土壤调理剂主要是对于单一重金属污染土壤的修复治理，针对砷镉等复合污染的土壤调理剂较少。此外，在镉砷符合污染土壤中，镉主要以阳离子cd2+存在，而砷主要以各种阴离子形式存在，致使抑制砷镉降低其生物有效性所需调控的土壤环境相反，因此镉砷复合污染土壤修复困难。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法。
2、本申请提供一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂，采用如下的技术方案：
3、一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：s1，将苎麻茎干燥，粉碎过筛，去除果胶后，烘干，得苎麻粉；将虾壳清洗、烘干、粉碎、过筛，得虾壳粉；s2，将苎麻粉和虾壳粉混合，球磨，然后于300-400℃下炭化4-5h，得混合碳化粉末；s3，将混合碳化粉末置于层间溶剂中，微波辅助下，机械搅拌1-2h，冷却至室温，过滤，烘干，然后于300-400℃下再次炭化3-4h，研磨过筛，得炭化粉末；s4，将炭化粉末于800-900℃下炭化2-3h，得生物炭基粉末；s5，将生物炭基粉末与微生物菌液混合，搅拌4-5h，得抑砷镉生物质炭基土壤调理剂；所述层间溶剂包括十二烷基磺丙基甜菜碱；所述微生物菌液包括碳酸盐矿化菌和硫酸盐还原菌。
4、通过采用上述技术方案，采用苎麻茎和虾壳为生物炭基，通过低温炭化后，进行层间溶剂插层炭化，使其呈片层疏松结构，然后通过高温炭化，使其进一步呈现片层疏松多孔结构，有利于微生物菌吸附，最后通过添加碳酸盐矿化菌和硫酸盐还原菌通过微生物实现对重金属砷镉的固定，抑制土壤中有效态砷镉的含量。
5、优选的，所述苎麻粉的粒径小于0.3mm，虾壳粉的粒径小于0.15mm。
6、通过采用上述技术方案，该粒径下的苎麻粉和虾壳粉研磨出的混合粉末粒径均匀。
7、优选的，所述苎麻粉和虾壳粉的添加质量比为：2.5-5:1-3。
8、通过采用上述技术方案，该比例下的苎麻粉和虾壳粉制备的生物炭基粉末产生的孔隙对于微生物菌固定砷镉较为理想。
9、优选的，球磨中磨球与混合碳化粉末的质量比为4-6:1；球磨时间为2-2.5h；球磨粒径为为0.1cm、0.5cm、1.2cm，其质量比为1:5:3。
10、通过采用上述技术方案，该条件下产生的苎麻粉和虾壳粉混合充分。
11、优选的，所述层间溶剂的制备方法为：将十二烷基磺丙基甜菜碱溶于去离子水中，固液比为1:15。
12、通过采用上述技术方案，层间溶剂的浓度适中。
13、优选的，所述混合碳化粉末与层间溶剂的质量体积比为：2g:（150-300）ml。
14、通过采用上述技术方案，十二烷基磺丙基甜菜碱的阴阳离子可渗入混合碳化粉末，实现对堆叠的纤维结构的插层。
15、优选的，s4中，微波频率为：1000-1200w；搅拌速度为：800-1000r/min，过筛的目数为80目。
16、通过采用上述技术方案，该条件下，插层较为充分。
17、优选的，生物炭基粉末、微生物菌液的质量体积比为1g:（50-100）ml。
18、通过采用上述技术方案，微生物菌可附着在生物炭基粉末的表面和孔隙。
19、优选的，所述碳酸盐矿化菌为巴氏芽孢杆菌，浓度为1×108-1×109cfu/ml；硫酸盐还原菌为脱硫弧菌和脱硫杆菌，浓度均在1×107-1×108cfu/ml之间；s5中还添加有尿素，添加量相比于碳酸盐矿化菌为30mg/ml。
20、通过采用上述技术方案，该浓度下的碳酸盐矿化菌和硫酸盐还原菌共存能力最强。
21、综上所述，本申请具有以下有益效果：
22、1、本申请采用苎麻茎和虾壳为生物炭基，通过低温炭化后，进行层间溶剂插层炭化，使其呈片层疏松结构，然后通过高温炭化，使其进一步呈现片层疏松多孔结构，有利于微生物菌吸附，最后通过添加碳酸盐矿化菌和硫酸盐还原菌通过微生物实现对重金属砷镉的固定，抑制土壤中有效态砷镉的含量。
23、2、本申请中优选采用生物炭基与碳酸盐矿化菌和硫酸盐还原菌结合的方式对土壤中重金属砷镉进行固定，首先结构疏松多孔的生物炭基可以提高对重金属离子砷镉的固定，之后碳酸盐矿化菌利用尿素产生碳酸根并与生物炭基中的氧化钙结合在生物炭基表面矿化，实现对金属镉的固定，生物炭基中的硫酸盐还原菌利用磺酸根将其转化为负价态的硫离子实现对砷的价态转化和固定。
24、3、采用本申请的制备方法制得的生物质炭基土壤调理剂能够有效抑制砷镉复合污染土壤中的砷镉的移动，且具有长时间的稳定性。
1.一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，将苎麻茎干燥，粉碎过筛，去除果胶后，烘干，得苎麻粉；将虾壳清洗、烘干、粉碎、过筛，得虾壳粉；s2，将苎麻粉和虾壳粉混合，球磨，然后于300-400℃下炭化4-5h，得混合碳化粉末；s3，将混合碳化粉末置于层间溶剂中，微波辅助下，机械搅拌1-2h，冷却至室温，过滤，烘干，然后于300-400℃下再次炭化3-4h，研磨过筛，得炭化粉末；s4，将炭化粉末于800-900℃下炭化2-3h，得生物炭基粉末；s5，将生物炭基粉末与微生物菌液混合，搅拌4-5h，得抑砷镉生物质炭基土壤调理剂；所述层间溶剂包括十二烷基磺丙基甜菜碱；所述微生物菌液包括碳酸盐矿化菌和硫酸盐还原菌。
2.根据权利要求1所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述苎麻粉的粒径小于0.3mm，虾壳粉的粒径小于0.15mm。
3.根据权利要求2所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述苎麻粉和虾壳粉的添加质量比为：2.5-5:1-3。
4.根据权利要求3所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述层间溶剂的制备方法为：将十二烷基磺丙基甜菜碱溶于去离子水中，固液比为1:15。
5.根据权利要求4所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，球磨中磨球与混合碳化粉末的质量比为4-6:1；球磨时间为2-2.5h；球磨粒径为为0.1cm、0.5cm、1.2cm，其质量比为1:5:3。
6.根据权利要求5所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述混合碳化粉末与层间溶剂的质量体积比为：2g:（150-300）ml。
7.根据权利要求6所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，s4中，微波频率为：1000-1200w；搅拌速度为：800-1000r/min，过筛的目数为80目。
8.根据权利要求7所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，生物炭基粉末、微生物菌液的质量体积比为1g:（50-100）ml。
9.根据权利要求8所述的一种抑砷镉生物质炭基土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述碳酸盐矿化菌为巴氏芽孢杆菌，浓度为1×108-1×109cfu/ml；硫酸盐还原菌为脱硫弧菌和脱硫杆菌，浓度均在1×107-1×108cfu/ml之间；s5中还添加有尿素，添加量相比于碳酸盐矿化菌为30mg/ml。
