[发明专利]二氧化锰作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用

说明书

本发明提供了二氧化锰作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用，涉及土壤重金属污染防治技术领域。本发明将二氧化锰作为修复材料应用于弱碱性土壤，能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，且能够避免弱碱性土壤碱性过强，具有长期稳定性；并且，二氧化锰容易获得，为现有工厂可大量生产的商品，具有市场推广价值。进一步地，二氧化锰作为修复材料时的施用量为0.15～0.4wt％，较低的施用量即可有效降低弱碱性土壤中的重金属有效态含量，具有较好的经济效益及应用前景。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染防治技术领域，特别涉及二氧化锰作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用。

背景技术

近些年我国耕地土壤重金属污染越发严重，其中首要污染物为重金属Cd。Cd具有较强的毒性，是影响人类健康的主要重金属之一。弱碱性土壤主要分布于我国北方，其主要种植作物小麦是世界上最重要的粮食作物之一，土壤中的Cd易被小麦吸收并富集于植株内，其中小麦籽粒中累积的Cd可以通过食物链进入人体，对人体健康造成严重危害。因此，弱碱性土壤中Cd污染的修复是亟待解决的难题。

目前治理土壤重金属污染的方法较多，包括化学淋洗、植物修复和化学钝化等。其中，化学钝化主要是通过降低土壤重金属活性来治理重金属污染，该技术效果好且周期短，操作简单易行，是一种廉价且环保的治理方法。对于南方酸性土壤的化学钝化修复技术较为成熟，施用的钝化修复材料主要是以提升土壤pH为主，通过升高土壤pH值降低重金属活性进而降低重金属的生物有效性，使用较为广泛的钝化修复材料有石灰、羟基磷灰石、草木灰等。而北方弱碱性土壤pH值较高，若添加磷石灰、石灰或草木灰这些碱性材料，由于这类材料对于土壤pH值的提升幅度大，会使得土壤pH值增加至7.5以上，由此导致土壤碱性过强，增加土壤板结、土壤盐渍化的风险。目前几乎没有针对Cd污染的弱碱性耕地土壤长期有效的修复方法。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供二氧化锰作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用。本发明将二氧化锰作为修复材料应用于弱碱性土壤，能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，且能够避免弱碱性土壤碱性过强，控制土壤pH值在7.5以下，并具有长期稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了二氧化锰作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用；所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.5。

优选地，所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.2。

优选地，所述二氧化锰的纯度大于90％；所述二氧化锰中Pb的质量含量小于0.005％、Fe的质量含量小于0.02％；所述二氧化锰的粒径小于等于50μm。

优选地，所述应用的方法包括以下步骤：

将所述二氧化锰施用在弱碱性土壤的耕作层中；

所述施用后对耕作层土壤浇水灌溉，然后进行平衡，使二氧化锰和耕作层土壤混匀。

优选地，所述耕作层为深0～20cm范围内的弱碱性土壤表层。

优选地，所述二氧化锰的施用量为耕作层土壤质量干重的0.15～0.4％。

优选地，所述二氧化锰的施用量为耕作层土壤质量干重的0.2％。

优选地，所述浇水灌溉使耕作层土壤的水分含量保持不低于耕作层土壤饱和持水量的30％。

优选地，所述平衡的时间为4～6天。