[发明专利]一种添加乙硫氮降低畜禽粪便中重金属离子活性的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机肥料制备领域，具体涉及一种添加乙硫氮降低畜禽粪便中重金属离子活性的方法。

背景技术

近年来，畜牧业逐渐向大型化、现代化发展，畜禽饲养的数量大幅增加。然而，畜牧业在为我们提供了充足的肉类、蛋类等食物的同时，也产生了一些环境问题，如产生大量恶臭、污染空气等。同时，畜禽粪便又是优良的有机肥，含大量磷和氮，是我国农业生产中重要的肥料资源。因此，提出高效、无害化的畜禽粪便处理方法是解决畜禽粪便污染问题的重要途径。

在养殖行业中，人们往往大量饲喂畜禽含高浓度的铜、锌、硒、砷等微量元素的饲料，大部分重金属通过畜禽粪便被排出体外，而这些畜禽粪便的农业利用会使重金属在土壤中积累且有超过土壤容量的风险，并对土壤造成严重污染，甚至随着生物链富集，最终危害人类的生命和健康。日本富士山县的“骨痛病”和泰国发生的 “黑脚病”都是典型的事例。因此，如何降低畜禽粪便中重金属的生物有效性，减少施用后的植物吸收量是畜禽粪便肥料化的关键。

目前，关于畜禽粪便中重金属污染的研究已有很多，主要的解决方案有以下两种：一是改变重金属的存在形态，使其固定和稳定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是从畜禽粪便中去除重金属，利用特殊植物将其吸收后再把该植物去除，或用工程技术把畜禽粪便中的重金属变为可溶态、游离态，再经过淋洗后收集淋洗液中的重金属，从而达到回收重金属和减少畜禽粪便中重金属的双重目的，利用植物吸收方法处理的方案，经济成本较低，但是周期长，耗时耗力，见效慢，并且植物对重金属的吸收利用有限，后期植物的处理较为困难；利用工程技术回收重金属的方案，虽然能达到回收重金属和减少畜禽粪便中重金属的双重目的，增加工厂经济收入，然后重金属回收工艺流程复杂繁琐，代价较高。第一种方案的研究应用较为广泛，传统的固化稳定重金属离子的方法是使用硫化钠等硫化物作为钝化剂钝化重金属，从而达到去除重金属的目的，硫化钠钝化效果好，钝化率高，但是工业应用用量大，价格昂贵，经济成本较高，且残留的钠离子对土壤会造成二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种添加乙硫氮降低畜禽粪便中重金属离子活性的方法，目的是显著降低畜禽粪便中可溶性重金属的生物有效性，对鸡粪等畜禽粪便中重金属钝化效率高、用量少、钝化产物稳定、适用范围广。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

在不断翻动或搅拌的条件下，向畜禽粪便中喷洒乙硫氮水溶液，控制pH值= 6-7，然后静置2-3小时，粪便中的可交换态重金属离子Mn、Zn、Cu和Cr与乙硫氮发生络合反应而钝化，可交换态Mn的钝化率至少为40%，可交换态Cu、Zn和Cr的钝化率至少为60%。 

所述的乙硫氮水溶液质量浓度为20-50%，乙硫氮的施用量为畜禽粪便干重的0.15-0.30%。

考虑到钝化材料与钝化剂充分接触有利于提高钝化修复效果，在现场使用时，可先用农业机械将污染粪便翻耕，并将大块打碎，然后喷洒钝化材料后再次翻耕均匀即可。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明方法钝化重金属的原理是：

乙硫氮具有很强的络合性能，其含有二硫代羧酸根双齿配体，能够与大多数重金属离子发生络合反应生成沉淀，其被添加到重金属污染后的粪便中后，能与重金属离子发生表面络合、离子交换以及共沉淀等一系列反应，促进重金属元素有活性较高的形态向活性较低的形态转化，从而降低重金属的生物有效性和可迁移性，达到钝化修复的目的。

本发明优点在于：

（1）以乙硫氮为重金属钝化剂，成分单一，原料来源广泛，经济成本较低。

（2）钝化效率高，修复效果好。乙硫氮对畜禽粪便中可交换态重金属的钝化能力非常强，在钝化剂用量很少时即可取得较高的重金属钝化率，钝化效果较好。

（3）适用范围广。本发明的钝化修复方法可以在中、轻度重金属污染的粪便中使用，也可作为重金属污染土壤的修复技术使用，对于多种重金属元素引起的复合污染也有显著效果。

（4）工艺流程简单，操作方便，工业可行性较好。

具体实施方式

本发明实施例中，可交换态重金属钝化率=（样品中可交换态重金属离子的含量-钝化后该可交换态金属离子的含量）/样品中钝化前可交换态重金属离子的含量×100%。

所述的乙硫氮是市场购买产品。

实施例1