[发明专利]使用过氧化物的土壤处理

说明书

公开了一种将过氧化物源掺入土壤的方法作为土壤修复方法，即破坏或去除对植物或动物生命构成威胁的化学污染物，所述过氧化物源产生活性氧物质，该方法还任选地将蒸汽与过氧化物源(或其他热源)一起掺入土壤中。本发明还涉及过氧化物源与任选的蒸汽(或其他热源)或热气化过氧化物溶液一起用于处理土壤的用途，特别是用于农业的那些用途，用作控制线虫、病原真菌、害虫和细菌的杀虫剂。可以使用土壤耕耘设备将过氧化物源施加至土壤，以促进过氧化物源与待处理土壤或基材之间的接触。还可以用注入井或渗入渠来施加过氧化物源和/或蒸汽或其它热源或热气化过氧化物溶液，例如，用于杀灭病原体以及修复土壤的目的。

发明领域

本发明涉及用于处理土壤的方法，其中，将过氧化物基处理剂(包含过氧化物源)和任选的热源施加至土壤。该施加导致以下两者之一或两者：i)过氧化物基处理剂被混入土壤中，以及ii)土壤温度升高至高于其初始温度。

根据一个实施方式，本发明涉及利用热量与过氧化氢(H₂O₂)或过氧化物源的组合以修复(即，分解或去除有害化学物质)土壤或用作控制线虫、致病真菌、害虫和细菌的杀虫剂，所述过氧化物源为例如，过乙酸、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、过氧化钙、过氧化镁、过氧化脲、有机过氧化氢(ROOH)、有机过氧化物(ROOR)和超氧化物，或者可以产生反应性氧物质的其它化合物，其中，R是1至12个碳原子的支化或未支化的烷烃、烯烃或炔烃，或者通常为6个碳原子的芳环以及该类环的组合。热量优选以蒸汽形式施加，但是电阻加热和使用热空气施加热量也不会超出本发明的范围。如果过氧化物源是水性溶液，则过氧化物溶液本身可以加热至高于其沸点，并且作为组合的热源和过氧化物源施加。可以使用土壤耕耘设备将蒸汽和过氧化物或过氧化物源或高于其沸点的过氧化物溶液施加至土壤，以提高过氧化物与待处理土壤或基材之间的接触。蒸汽和过氧化物处理适用于农业和园艺，包括园艺作物和特种作物。过氧化氢具有无残留且对土壤环境无害的巨大优点。在某些实施方式中，本发明涉及过氧化氢和蒸汽的组合以提高消毒(disinfection)速度并提高功效。热量和过氧化物的协同作用产生的灭菌和消毒功效高于单独使用过氧化物或蒸汽所达到的功效。施用速度和功效两者的提高导致能源消耗和劳动时间减少，这将转化为每公顷已处理土地总成本的减少，因此总成本可与传统化学熏剂方案竞争。热量和过氧化物的组合同样提高了土壤修复的速度和效力。热量用于使更多挥发性化合物蒸发，并且提高过氧化物分解有害化学物质的反应速度。

发明背景

通常向待种植的土壤或基材(即，种植介质或种植基材)施加杀虫剂。该杀虫剂的目的是通过杀灭或固定细菌、真菌、昆虫、线虫以及杀灭对待种植作物有害的杂草和杂草种子来预备土壤。使用该杀虫剂提高了作物产量。杀虫技术现在广泛用于土壤或植物基材，特别是旨在用于集约型农业(例如，树木栽培、园艺)和商品果蔬种植的那些土壤或植物基材。

该消毒技术在过去使用了至少一种熏剂，该熏剂通常是挥发性杀虫化合物。根据本领域技术人员已知的各种技术使用喷嘴将这些挥发性化合物引入土壤中。通常，在耕耘步骤的同时或之后，将其引入上层的土壤。

这些挥发性熏剂扩散到待消毒土壤中并扩散通过带消毒土壤，但是因为其是气态的，由于其挥发性，其也会升回表面，并且消散到大气中。大量熏剂因此损失，导致所用产品的功效下降。此外，消散到大气中的熏剂可能是有害的，或者甚至可能对所处理作物和田地附近的农民和环境是有毒的。

为了克服该缺陷，通常实施用熏剂蒸汽不可渗透的聚合物膜覆盖经熏蒸处理的土壤。该不透气塑料片材防止熏剂扩散在土壤上方的空气中。以此方式，土壤和聚合物薄膜之间存在熏剂蒸汽浓缩的空间，从而提高了产品的功效。在通过熏蒸处理土壤期间使用各种类型的薄膜(例如，聚乙烯薄膜、SIF型薄膜(半不可渗透薄膜)、VIF型薄膜(几乎不可渗透薄膜)或TIF型薄膜(完全不可渗透薄膜))。也可以使用具有光催化性能的其他类型的薄膜，例如，见述于美国专利第9,668,475B2号，其通过引用全文纳入本文用于所有目的。