[发明专利]用于修复镉砷复合污染土壤的高效调理剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种修复污染土壤用的调理剂，具体涉及一种用于修复镉砷复合污染土壤的高效调理剂及其应用方法。

背景技术

随着工农业的发展和有色金属的开采，镉砷复合污染经常发生，降低农作物产量和品质，危害人类健康。近年来，大量研究发现石灰石，沸石，硅藻土，海泡石，膨润土等粘土矿物修复镉等阳性重金属离子有较好效果，这些物质的添加可使土壤中可交换镉降低，而磷酸盐作为一种复合改良剂治理重金属污染土壤时，不能降低重金属的总量，是通过改变重金属在土壤-植物系统中的形态来降低重金属的生物有效性或者毒性。砷因为其性质的差异以及在土壤中存在形态的差异，一般较难与镉、铅、铜、锌等阳性重金属离子同时治理，但一些研究发现石灰、铁矿粉、赤泥、煤渣、废弃稀土抛光粉、炭化秸秆产物、含铁材料等在不同土壤砷污染情况下，对砷的固化具有一定效果。但是由于镉和砷在性质和土壤中存在形态的差异，这些当前治理镉污染土壤的方法与材料往往不适应砷污染土壤的治理，而治理砷污染土壤的方法与材料也不适应镉污染土壤的治理。

水稻秸秆是水稻种植产物之一，目前有用其生产畜牧饲料、制作堆肥等，但大多数水稻秸秆都是就地焚烧，焚烧的烟雾又给当地环境造成了进一步危害。因此，研制一种用水稻秸秆为原材料，同时有效地固定稻田中的镉和砷，降低它们在稻田中的生物有效性，阻止其向水稻地上部迁移，以达到保证水稻产量、减少糙米镉和砷含量的目的(不超出国家食品污染物限量标准(GB 2762-2012) 中镉小于0.2mg/kg，无机砷小于0.15mg/kg的限制)，是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于修复镉砷复合污染土壤的高效调理剂及其应用方法，它利用对镉有较好固化效果的羟基磷灰石、沸石，以及对砷有固化效果的改性炭化秸秆，研发和组配出对土壤中重金属镉和砷均有明显钝化效果的土壤调理剂及其应用方案，根据土壤中镉砷不同污染程度，合理使用土壤高效调理剂，能使糙米中镉和砷的含量达到国家食品污染物限量标准。

为实现上述目的，用于修复镉砷复合污染土壤的高效调理剂的重量份数组成为：羟基磷灰石30-50份、沸石10-30份、改性炭化秸秆25-55份；各组分比例和施用方法则根据不同土壤镉砷污染类型有所差异。

本发明用可以改良酸性土壤，提高土壤pH值，改变镉砷在土壤中的赋存形态，显著降低了土壤中重金属镉、砷的生物有效性。显著的降低了水稻对镉、砷的吸收，使糙米中镉、砷的含量达到国家食品污染物限量标准；高效调理剂对稻田土壤质量无不良影响，对稻田周围环境影响小；改善土壤理化性质，且有一定肥力，促进水稻根系生长，能在一定程度上提高水稻产量；相比较其他土壤污染治理技术，高效调理剂适用于大面积镉砷复合污染稻田土壤修复

附图说明

图1是土壤镉砷高效调理剂对土壤中Cd、As各形态的影响示意图；

图2是土壤镉砷高效调理剂对水稻糙米中Cd、As含量的影响示意图；

图3是高效调理剂对某轻度镉砷复合污染土壤糙米中Cd、As含量的影响示意图；

图4是高效调理剂对某中偏重度镉砷复合污染土壤有效态Cd、As含量的影响示意图；

图5是高效调理剂对中偏重度镉砷复合污染土壤糙米中Cd、As含量的影响示意图。

具体实施方式

参看图1-5本具体实施方式采用的技术方案是：用于修复镉砷复合污染土壤的高效调理剂的重量份数组成为：羟基磷灰石30-50份、沸石10-30份、改性炭化秸秆25-55份；所述的羟基磷灰石白度≥90、粒度≥300目、钙含量22-27％、磷含量9-12％；所述的沸石为斜发沸石，SiO₂含量62-70％、Ai₂O₃含量13-17％、 Fe₂O₃含量1-2％、CaO含量3.5-6％、Na₂O含量1-3％、粒度≥100目；水稻秸秆为早稻或晚稻秸秆。

镉中度污染、砷轻度污染土壤调理剂的重量份数组成和制作方法为：羟基磷灰石43-50份、沸石22-25份、改性炭化秸秆25-35份；将称量好的羟基磷灰石、沸石、改性炭化秸秆放入搅拌装置中持续搅拌至少30min，充分搅拌混匀，其中搅拌过程为干拌，得到适用于镉中度污染、砷轻度污染土壤类型的高效调理剂。