基本信息
- 项目名称：
- 一种新型土壤改良剂——赤泥与液态地膜结合物
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 此作品将赤泥与液态地膜进行有机结合，制作成一种新型土壤改良剂，这种改良剂既具有液态地膜可降解，保温保墒的特性，还具有赤泥可吸附重金属的功能。在受污染的土壤上种植农作物的同时改善土壤质量，防止了传统地膜造成的“白色污染”。另外，作品原材料来源广泛，制作过程经济节约，一次成膜节省了人力物力，达到了资源有效利用。
- 详细介绍：
- 此项作品中利用的原料有赤泥和液态地膜，其中赤泥是氧化铝厂生产过程中产生固体废弃物，它不仅占用土地，污染环境，而且造成地下水污染及资源浪费，所以对于赤泥的综合利用是一个十分重要和迫切需解决的问题。近年来经大量实验表明，赤泥对土壤中的Cr6+，Ni2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+有较好的固着性能，使其从可交换状态转变为键和氧化物状态，从而使土壤中重金属离子的活动性和反应性降低，有利于微生物活动和植物生长。液态地膜是一项新兴产品，是以富含腐殖酸的风化煤为主要原料添加活性剂、交联剂、除草剂等混合而成的多功能可降解黑色液态地膜。它既具有塑料地膜的增温、保墒、保苗的作用，又有较强的粘附能力，可将土粒联结成理想的团聚体。另外，液态地膜可自然降解的性能，为防治“白色污染”工作带来了巨大的方便：液态地膜喷施后，受光、热和土壤中的微生物作用，降解成腐植酸类有机肥，从根本上消除 “白色污染”。 我们在此过程中将这两种原料进行有机结合，在土壤的改良方面不仅能有效控制土壤中重金属含量，还能避开传统地膜带来的白色污染；在经济效益方面因为其原材料来源广泛，价格便宜，在市场中具有广阔前景；在人力物力投入方面上做到了资源有效利用，一次喷施成膜，节省时间，保证了效率。我们都知道，环境保护应该是在节约能源和资金的前提下进行的，此项技术在满足环保前提的条件下，真正做到了以废治废，资源达到了最优化配置，发展前景广阔，是一项针对污染土壤改良的综合技术。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 近年来土壤理化性质变差，修复重金属污染土壤越来越受到重视，研制出一种经济、有效、稳定且对环境友好的新型土壤钝化剂是改良剂原位修复技术的关键。国内外对赤泥综合利用进行了大量的试验研究，其中赤泥对于土壤的改善功效越来越被重视起来。首先赤泥对土壤中的重金属离子有较好的固着性能，降低土壤中重金属离子的活动性和反应性，有利于微生物活动和植物生长。其次赤泥可作为吸附材料，有效控制土壤内源磷负荷。液态地膜既能保温保墒，又有较强粘附能力，可成为土壤改良剂，在改善作物生长环境同时，还解决了“白色污染”问题。基于以上研究，我们大胆提出将赤泥与现有液态地膜结合应用，针对受重金属污染的土壤，达到土壤修复及提高土壤质量的目的。同时研究其是否具有新特性，是否具有潜在危害，从而弥补赤泥修复重金属污染土壤及液态地膜改良土壤未探明的潜在危害。创新点：变废为宝、以废治废，降低修复成本；丰富液态地膜功能；一次喷施成膜，将铺膜、施肥、施加土壤改良剂步骤合而为一，高效省时。技术关键：针对重金属污染土壤的修复能力及显现新特性。主要技术指标：该改良剂使用后农作物的重金属含量应满足国家标准；农作物的重金属含量应达标；复合使用效果应达到赤泥单独使用的效果。
科学性、先进性
- 本作品在传统液态地膜的基础上加入了改性活化处理（制备粒状、粉状的环境友好吸附材料）后的赤泥，按一定比例与液态地膜结合，作为土壤改良剂的赤泥起到对重金属污染土壤中的砷、铅、镉、铬等重金属离子吸附去除的作用，并有效控制畜禽粪便是非过程中易溶态磷的释放。同时提升液态地膜的吸热增温、保墒、保苗作用。与传统的土壤改良修复技术相比，克服了传统土壤改良剂的单一效果，实现了利用赤泥修复重金属污染土壤的同时，丰富了液态地膜的功能，一举两得，优化后的地膜具有显著除重金属功能。 同时研究赤泥与液态地膜相结合两者会不会发生反应生成新物质；施加在土壤中会不会产生意想不到的效果；会不会虽然降低了重金属含量却造成二次污染也是我们研究的另一个目的。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室中期，取土样测定铬离子含量，获得预期结果：本作品可使土壤中铬离子含量降低。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物样品、照片、不同条件下长成的小白菜标本。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品技术特点和优势： 改变传统地膜观念，把液态地膜与赤泥相结合。赤泥作为污染性废渣，废物利用。可以提高土壤pH，有效降低污染土壤中Pb、Cd、Cr等重金属的移动性和生物有效性、降低毒性金属的植物毒性。同时液态地膜经过降解，成为有机肥进入土壤内部，与传统地膜相比，减少白色污染。 适应范围： 受重金属污染及需要改良的土地。 推广前景： 现阶段国内对液态地膜的研究比较深入，技术已经趋于成熟化并且产品已经形成规模。但是就现阶段市场上的液态地膜产品而言，没有针对特殊地块的特种产品。我国的土地污染日趋严重，这必然给特种地膜带来巨大的商机和市场。另外，赤泥的来源广泛且廉价，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生 1.0～2.0吨赤泥，经济节约，在改善土壤质量的同时还解决了赤泥的处理问题。
同类课题研究水平概述
- 随着铝工业的发展，赤泥堆积造成的环境污染问题日益突出，各国迫切需要寻找赤泥的有效利用途径。目前针对赤泥的特性，国内外的研究主要集中于赤泥在生产水泥、回收有价金属、制备陶瓷制品以及在处理废水、大气方面的应用，而且尚未形成产业化。但是赤泥对于受到重金属污染土壤的良好的修复作用却一直被人们所忽视，国内这方面的研究也相对较少。随着我国耕地受重金属污染面积的逐渐扩大，赤泥对于土壤重金属的修复作用日趋被人们重视起来。现阶段针国内外对赤泥对于土壤中重金属的治理地研究主要集中于Cd2+、Pd2+的有效治理。现有的研究成果表明，赤泥可以显著降低土壤中交换态Cd和Zn的含量，分别降低33.3%~46.1%、100%；降低土壤中有效态Cd和Zn的含量，为25.1%~33.7%、59.7%~72.2%。 同时在将赤泥应用于土壤治理的研究中一直缺少一个有效地载体，来实现赤泥于土壤的有机结合。液态地膜的出现恰好填补了这一空白。由于液态地膜其特殊的相态就给了我们实验的空间，在不影响地膜原有保墒、保温功效的前提下，实现了赤泥修复土壤的作用。同时液态可降解地膜也减少了传统地膜的白色污染问题。
