[发明专利]土壤重金属修复剂及其对联合污染土壤的应用

说明书

技术领域

本发明属于污染物处理领域和农用组合物领域，具体而言，本发明涉及土壤重金属污染的选择性修复剂以及其联合污染土壤的应用。

背景技术

近年来，我国土壤的重金属污染问题日益凸现，对生态环境、食品安全和人体健康构成了严重威胁，已经不容忽视。染料、化工、制革、矿产开采、冶炼以及加工等工业排放的废气、废水、废渣含有大量的重金属，通过灌水(特别是污灌)、固体废弃物(污泥、垃圾等)堆积以及大气沉降等方式进入土壤，造成土壤中重金属含量增加，尤其是可交换态的重金属，直接为农作物所吸收、富集，直接威胁到人体健康。

目前，通过化学方法来修复土壤，主要基于重金属螯合剂，如壳聚糖，来使得土壤中的可交换态的重金属转变为稳定态的重金属，降低农作物对重金属的吸收量，从而起到治理土壤重金属污染的效果。

例如，中国专利200310108910公开了治理土壤污染的化学调控剂，其是低分子量壳聚糖，但是本发明人发现，其对金属锌有很强的络合能力，而且治理土壤污染时主要是作为淋洗剂来使用的；

中国专利200910115020公开了土壤修复的方法，通过挖掘注液井和构筑反应墙，将壳聚糖淋洗液注入土壤内部，但是本发明人发现，这种方式工程量大，施用不方便，难以推广；

中国专利201110413145公开了修复重金属镉污染土壤的方法，利用耐镉的烟草品种、壳聚糖溶液和活化土壤中重金属镉的微生物来共同作用，但是其适用面窄而且难以重复实施；

中国专利201210231422公开了重金属吸附絮凝剂，其是壳聚糖和槐糖脂的酸性水溶液，但是虽然最终能够保护土壤环境，但本质上是用于吸附水体中的重金属的。

根据本发明人的长期研究和摸索得到的经验，首先发现，现有广谱的重金属螯合剂不但吸附土壤中的铅、铬、镉等有害重金属，而且会吸附掉土壤中锌等在我国多数非富锌农田上很有益的元素，造成减产，使得现有的广谱的重金属螯合剂实际效果很不好；其次发现，通过添加锌肥来弥补，将大大降低现有广谱的重金属螯合剂吸附铅、铬、镉等有害重金属的效率，加之常用的锌肥中也含有一定量的有害重金属，所以过量使用锌肥不具有现实意义；还发现，施用的手段也极大影响推广应用的效果，尤其是淋洗剂的主要成份是水，将耗费大量人力喷洒，非常不方便。经过本发明人艰苦努力，结合一些天道酬勤的运气，令人十分意外地发现了壳聚糖复配上香菇多糖，能够选择性地吸附掉土壤中的铬、镉等有害重金属，尤其是可交换态的有害重金属，而基本不影响土壤中的锌含量，保持土壤的锌肥力，尤其适用于种植茶树等植物的农田使用。

而在现有技术中，包含壳聚糖和香菇多糖的组合物用于人用药物组合物方面，如中国专利200910154959所公开的具有抗肿瘤作用和免疫增强作用的香菇多糖壳聚糖纳米粒，和中国专利201010112065所公开的具有抗菌活性和细胞相容性的生物活性多糖自组装修饰材料，并没有作为农用组合物使用在农田土壤中，而且这些现有技术的成本高，也无法作为农用组合物在农田土壤中产业化应用。

随着近期本发明人不断取得新的试验结果，又令人意外地发现了，即使对于多种重金属联合污染的土壤，本发明的农用组合物能够提高植物的产量，基本能够达到相应无污染的土壤的产量水平，尤其令人意外的是，这样的效果无需过多施用本发明的农用组合物就可以达到，从而在进一步节约了充分利用我国有限的土地资源种植植物的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供新的土壤选择性重金属修复组合物或包含其的制剂在提高植物在重金属联合污染土壤上的产量中的应用。本发明提供的新的土壤修复剂（土壤调理剂）能够选择性地修复土壤中铬和/或镉污染，改善所种植的植物的铬和/或镉残留，但是同时基本不降低土壤中的锌含量，不降低锌所能有益的植物品质。另外，本发明还提供了该土壤修复剂的应用，包括土壤修复（调理）、种植植物以及改善植物品质等方面的应用。

具体而言，在第一方面，本发明提供了土壤选择性重金属修复组合物，其包括香菇多糖和壳聚糖。本发明人研究中偶然发现香菇多糖和壳聚糖的复配，能够选择性地修复土壤中铬和/或镉污染，改善所种植的植物的铬和/或镉残留，但是同时基本不降低土壤中的锌含量，非常有益于推广应用。在本文中，如无相反指示，术语“修复”可以与“调理”互换使用，指的是降低土壤中重金属的残留量，尤其是降低土壤中可交换态的重金属的残留量，从而降低重金属的生物有效性（利用度）。