[发明专利]一种用于治理农田镉、砷复合污染的土壤调理剂及其施用方法

说明书

本发明涉及农田土壤修复领域，具体涉及一种用于治理农田镉、砷复合污染的土壤调理剂及其施用方法。本发明的土壤调理剂由以下质量占比的组分组成：改性生物炭50%‑60%、还原铁粉10%‑30%、钙镁磷肥10%‑30%和海泡石10%‑30%。施用时，将土壤调理剂通过搅拌箱与水混匀后呈浆液状，然后用浆液喷施设备喷施入稻田，然后通过翻耕将土壤调理剂与土壤混合充分。本发明的土壤调理剂能够有效降低农田土壤镉、砷的生物有效性，降低镉、砷复合污染农田生产的农产品镉、砷含量，同时避免使用过程中产生二次污染。

技术领域

本发明涉及农田土壤修复领域，具体涉及一种用于治理农田镉、砷复合污染的土壤调理剂及其施用方法。

背景技术

随着工农业的发展，其满足人们温饱且带来极大便利的同时也带来了众多土壤污染问题。根据2014年第二次全国土壤调查结果显示，我国耕地土壤重金属超标率为19.4％，其中镉(Cd)、砷(As)是两种主要的污染物。而重金属通常是以复合污染的形式存在，其中镉、砷复合污染尤为常见。在具体的农田环境中，国内的相关科研院所和企业已经研发了一些产品和技术，但是镉、砷两种重金属元素在土壤中的差异性导致了这些产品和技术存在一定程度上的不足。

中国专利申请(申请号201910348408.0)公开了一种修复镉砷复合污染农田的土壤调理剂及其制备方法，由以下重量份的主要原料组成：钙肥40-50份、镁肥20-30份、硅肥10-20份、腐殖酸5-10份和羟基铁柱撑凹凸棒土5-20份。该发明所制备的土壤调理剂施用后，污染农田稻米中镉、砷含量均低于国家食品污染物限量标准限值。但是该土壤调理剂中羟基铁柱撑凹凸棒土制作步骤多、工艺复杂，不利于大规模推广。

中国专利申请(申请号201811379503.9)公开了一种镉砷复合污染农田土壤的原位钝化修复药剂、制备方法及应用，所用修复药剂主要成分包括酸改性的磷矿粉和酸改性的钢渣粉末，二者的质量比为1:4-1:1，按照土壤质量的0.5％-5％直接施入农田，并混合均匀。该发明所制备的土壤调理剂施用后，使土壤交换态镉含量降低26.76％-29.54％、可交换态砷含量最大降低29.41％。但是该土壤调理剂中钢渣属于工业废弃物且是粉剂类药剂，直接施入农田可能会代入二次污染；同时该发明仅明确了土壤调理剂对重金属有效性的降低作用，对土壤-农作物的耦合治理效果未知。

发明内容

针对上述现有技术和产品中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于治理农田镉、砷复合污染的土壤调理剂及其施用方法，本发明的土壤调理剂能够有效降低农田土壤镉、砷的生物有效性，降低镉、砷复合污染农田生产的农产品镉、砷含量，同时避免使用过程中产生二次污染。

本发明具体技术方案如下：

一种用于治理农田镉、砷复合污染的土壤调理剂，所述土壤调理剂由以下组分组成：改性生物炭、还原铁粉、钙镁磷肥和海泡石；上述各组分的质量占比分别为：改性生物炭50％-60％、还原铁粉10％-30％、钙镁磷肥10％-30％、海泡石10％-30％，各成分的质量占比合计为100％。

进一步地，所述农田镉、砷复合污染属于中度污染或重度污染；

进一步地，所述农田土壤中总镉含量为0.3-1.5mg/kg，总砷含量为20-200mg/kg；更进一步地，所述农田土壤中总镉含量为0.6-1.5mg/kg，总砷含量为60-200mg/kg；

进一步地，所述农田的土壤pH为4.7-7.5。

进一步地，所述土壤调理剂的施用量为400-800kg/亩。

所述土壤调理剂的制备方法为：

(1)制备改性生物炭：采用非重金属污染区的农作物(例如水稻、玉米、小麦等)秸秆进行高温热解炭化及酸化处理制备改性生物炭；

(2)将步骤(1)所得改性生物炭与还原铁粉、钙镁磷肥和海泡石混合均匀后，制得土壤调理剂。