[发明专利]一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，该方法可显著减少农业面源污染，降低水体富营养化发生机率，尤其是利用了烟气脱硫石膏固定农田土壤中的可溶性磷，阻控了土壤磷素的流失。

背景技术

农业土壤中过量的磷通过地表径流、土壤侵蚀、淋溶等途径逐渐向水体迁移，是导致周边水体富营养化的重要原因。在我国经济最为发达的东部沿海平原河网地区，农业集约化程度高、降水频繁，由于农业化肥的大量应用，许多地区农田的土壤磷含量都大幅升高，且利用效率较低，导致了农业面源污染严重，增加了农田径流流失磷对水环境质量的风险，河湖富营养化甚至影响到近海水域。因此，若欲继续在这些土地上进行农业生产活动，有必要实施农业面源污染的截流减排和阻控技术研究，以减少磷的流失。

燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法工艺去除烟气中硫的过程会产生大量的工业废弃物——烟气脱硫石膏(CaSO₄·2H₂O)，近年来已经广泛应用于壤改良、矿山复垦和滩涂盐碱地脱盐和修复。

发明内容

本发明提供一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，烟气脱硫石膏有效地固定土壤中高含量的磷，将较易溶解的可溶态磷转化为沉淀性、稳定态的无机磷，降低土壤有机磷和水溶性磷含量，增加无机磷的含量，减少土壤磷流失，降低水体富营养化的发生风险。

烟气脱硫石膏在控制农田磷流失上有良好的效果，其机理主要是：增加土壤渗透性，减少农田径流；增加土壤对磷的吸持能力，减少总磷和可溶性磷的流失。烟气脱硫石膏应用于农田面源污染的控制，可为我国河网地区的农业污染截流减排和污染河湖水体改善提供一种经济可靠的技术手段和理论方法，并为工业废弃物的再循环利用提供一种新的思路。

本发明的技术方案如下：

一种利用烟气脱硫石膏降低富磷土壤磷素流失的方法，包括以下步骤：

(1)将含磷量较高的农田土壤进行翻耕，翻耕深度不小于30cm；

(2)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀，之后安排种植农林作物。

优选为，所述的烟气脱硫石膏为燃煤电厂或其他工业行业的烟气脱硫副产品。

优选为，所述的烟气脱硫石膏在施用之前需要测定其中的重金属含量，主要的重金属含量不得高于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的二级标准。

优选为，所述的含磷量较高的土壤是指经过检测土壤含磷量高于本地区农业面源污染的磷含量的临界值，土壤中的磷流失到周边水域后会造成水体富营养化的土壤。

优选为，磷含量小于15g/kg的农田土壤，烟气脱硫石膏混入量按农田单位面积的施用量计：30-45吨/公顷。

优选为，磷含量大于15g/kg的农田土壤，烟气脱硫石膏混入量按农田单位面积的施用量计：45-60吨/公顷。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明采用烟气脱硫石膏(FGD Gypsum)作为土壤磷素控制的改良剂，可以通过钙(Ca²⁺)对磷的固定作用，即生成难溶性的磷酸钙盐，降低土壤中可溶性磷的含量，从而降低了磷随着降水等流失到周边水域的风险；

二、本发明生成的难溶性磷酸钙盐中的Ca₂-P被认为是作物的有效磷源，Ca₈-P是缓效磷源，Ca₁₀-P几乎不被作物吸收，因此，在植物生长利用需要时，有效磷源Ca₂-P和缓效性的Ca₈-P也可以释放出来满足作物需求，因而土壤有效磷的降低和无机磷的增加并不会显著影响到植物对磷素的吸收；

三、本发明在三年的现场示范工程表明，烟气脱硫石膏在影响土壤磷素变化的同时，还可以改变土壤的化学和物理特性，烟气脱硫石膏中的钙离子和硫离子作为营养物质还可以促进农田作物的生长；

四、本发明施用的烟气脱硫石膏脱盐具有低生态风险，这不仅因为烟气脱硫石膏具有低的重金属含量，更多的营养物质钙和硫酸根，而且只要施用一次，就可以获得明显的降低土壤磷流失的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1：