一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)環(huán)境保育與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改良重金屬污染農(nóng)田土 壤的調(diào)理劑，同時(shí)還涉及一種上述改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制備方法，所述調(diào) 理劑適用于各種被重金屬污染和土壤酸化嚴(yán)重的農(nóng)田土壤。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科技和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工業(yè)"三廢"的排放、污水灌溉、污泥農(nóng)用、農(nóng)藥 和化肥的長(zhǎng)期不合理施用，造成農(nóng)田土壤重金屬污染，并成為一個(gè)被廣泛關(guān)注的難題。土壤 中的重金屬可通過植物吸收進(jìn)入食物鏈，進(jìn)而對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)全國(guó)土壤污染 調(diào)查公報(bào)顯示，我國(guó)土壤總的超標(biāo)率為16. 1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例 分別為11.2%、2. 3%、1.5%和I. 1%。我國(guó)耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19. 4%，其中輕微、輕 度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物為鎘、鎳、 銅、鉛等重金屬。這已嚴(yán)重影響到耕地質(zhì)量、食品安全乃至人類的身體健康和社會(huì)的穩(wěn)定。
[0003] 目前，重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要包括：（1)工程修復(fù)，如客土、換土和深耕 翻土等，此方法工程量大，投資費(fèi)用高，不適合大面積污染土壤的治理；（2)物理修復(fù)，如電 動(dòng)修復(fù)和電熱修復(fù)，對(duì)污染重、面積小的土壤修復(fù)效果明顯，但容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和肥 力下降，不適于農(nóng)田土壤的修復(fù)；(3)生物修復(fù)，如微生物修復(fù)和植物修復(fù)，其中微生物修 復(fù)技術(shù)還局限于科研和實(shí)驗(yàn)室水平，應(yīng)用實(shí)例不多，而植物修復(fù)周期長(zhǎng)，且影響農(nóng)事勞作， 故難以在農(nóng)田土壤重金屬污染中大面積使用；(4)化學(xué)修復(fù)，如化學(xué)淋洗、化學(xué)鈍化等?；?學(xué)鈍化修復(fù)是向土壤中加入調(diào)理劑改變土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，借助其對(duì)重金屬的吸附、沉 淀、離子交換、絡(luò)合等作用，改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài)，降低其生物活性?；瘜W(xué)鈍化修 復(fù)技術(shù)以其成本低廉、修復(fù)快速、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)受到重視，適于大面積重金屬污染土壤的 修復(fù)。
[0004] 常用的化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)的調(diào)理劑包括堿性材料、含磷材料、富含鐵錳氧化物的 礦物及有機(jī)物料等。但常用的調(diào)理劑具有各自的局限性，如長(zhǎng)期施用含磷材料可使土壤呈 強(qiáng)堿性并誘發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化；富含鐵錳氧化物的礦物由于成本相對(duì)較高，同時(shí)存在Fe、Mn 對(duì)作物毒害風(fēng)險(xiǎn)；有機(jī)物料在剛施入到土壤時(shí)可以降低重金屬的有效性，但隨著有機(jī)物的 礦化分解，有可能導(dǎo)致被吸附的重金屬離子重新釋放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是在于提供了一種改良重金屬污染農(nóng) 田土壤的調(diào)理劑。它由生石灰、鈣鎂磷肥、沸石、海泡石四種原料按一定比例制成，該調(diào)理劑 是通過改變土壤PH、增加土壤吸附位點(diǎn)、離子拮抗等途徑降低重金屬生物有效性?？蓮V泛應(yīng) 用于各種被重金屬污染的農(nóng)田土壤，尤其是南方酸性農(nóng)田土壤。
[0006] 本發(fā)明的調(diào)理劑綜合了各種常用調(diào)理劑的優(yōu)點(diǎn)，富含多種修復(fù)因子，具有快速且 持續(xù)穩(wěn)定的顯著修復(fù)效果，調(diào)理劑的原料來源廣泛，成本低廉，環(huán)境友好，無二次污染，易于 大面積推廣。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制 備方法，操作簡(jiǎn)單，方法易行。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施：
[0009] -種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，它由重量百分比如下的四種原料制成：
[0010] 原料 重量百分比（％) 生石灰 40-60 鈣鎂磷肥 10-30 沸石 5-25 海泡石 5-20
[0011] 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，它由重量百分比如下的四種原料制成 (優(yōu)選范圍）：
[0012] 原料 重量百分比（％) 生石灰 45-55 鈣鎂磷肥 15-30 沸石 10-20 海泡石 10-20
[0013] 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，它由重量百分比如下的四種原料制成 (最佳方案）：
[0014] 原料 重量百分比（％) 生石灰 50 鈣鎂磷肥 30 沸石 10 海泡石 10
[0015] 所述生石灰為將石灰石原礦煅燒粉碎后過60-140目篩的粉末；
[0016] 所述鈣鎂磷肥，是一種含有磷酸根的堿性肥料，P2O5含量彡12% ;
[0017] 所述沸石為將沸石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末；
[0018] 所述海泡石為將海泡石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末；
[0019] 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制備方法，其包括如下步驟：
[0020] A.原料生石灰制備：選用石灰石原礦，煅燒粉碎后過60-140目篩，備用。
[0021] B.原料沸石制備：選用沸石原礦，風(fēng)干粉碎后過60-140目篩，備用。
[0022] C.原料海泡石制備：選用海泡石原礦，風(fēng)干粉碎后過60-140目篩，備用。
[0023] D.將步驟A、B、C制備的原料與鈣鎂磷肥按比例混合均勻，得到本發(fā)明的一種改良 重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：
[0025] A.本發(fā)明的主要特征是合理配置了可調(diào)節(jié)土壤pH、增加土壤吸附位點(diǎn)、形成離子 拮抗作用的原料，使產(chǎn)品可從多角度降低土壤重金屬生物有效性。中試試驗(yàn)與示范推廣結(jié) 果表明：施用本產(chǎn)品后，農(nóng)產(chǎn)品中的鎘、鉛等重金屬含量均符合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》。
[0026] B.本發(fā)明不僅具有原位鈍化土壤金屬的功能，而且還能較大幅度地提高土壤pH 值、促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成、增強(qiáng)土壤的通透性，兼具修復(fù)酸化土壤、改善土壤耕地質(zhì)量、提 高作物產(chǎn)量等功能，適用于各種成土母質(zhì)發(fā)育的土壤，是一種廣譜型、多功能的環(huán)保產(chǎn)品。
[0027] C.本發(fā)明的原料來源廣泛，制備方法簡(jiǎn)單、易行，使用方便，推廣應(yīng)用前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但并非是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求 書請(qǐng)求保護(hù)范圍的限制，凡依照本發(fā)明公開內(nèi)容所作的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029] 以下實(shí)施例1-10中，原料生石灰均由石灰石原礦煅燒粉碎后過80目篩制備而 成，該原料生石灰由湖南省湘潭縣某石灰廠提供，其中CaO的質(zhì)量百分比含量多80%， MgO < 5%，鎘含量< 5mg/kg。
[0030] 以下實(shí)施例1-10中，原料沸石為斜發(fā)沸石原礦風(fēng)干粉碎后過80目篩制備而成， 該原料由湖南省寧鄉(xiāng)縣某礦石粉廠提供。其吸氨量mmol/lOOg彡100, H2O < 10%，鎘含量 < 5mg/kg〇
[0031] 以下實(shí)施例1-10中，原料海泡石為沉積型海泡石原礦風(fēng)干粉碎后過80目篩 制備而成；該原料由湖南省寧鄉(xiāng)縣某礦石粉廠提供。其海泡石質(zhì)量百分比含量多50%， H2O彡10%，鎘含量彡5mg/kg。
[0032] 以下實(shí)施例1-10中，原料鈣鎂磷肥為一種含有磷酸根的堿性肥料，由湖南省常德 市某磷肥廠提供，P 2O5含量彡12%，其品質(zhì)符合GB20412-2006合格品的標(biāo)準(zhǔn)。
[0033] 實(shí)施例1 : 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，它由重量百分比如下的四種 原料制成：
[0034] 原料 重量百分比（％) 生石灰 50 鈣鎂磷肥 30 沸石 10 海泡石 10
[0035] -種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其步驟是：將原料生石灰、鈣鎂磷肥、沸 石和海泡石按比例混合均勻，即得產(chǎn)品，其為一種降低農(nóng)田重金屬污染的農(nóng)田土壤調(diào)理劑。
[0036] 實(shí)施例2-實(shí)施例10 :-種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，它由重量百分比如 下的四種原料制成：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于，它由重量百分比如下的四種 原料制成： 原料 重量百分比（％) 生石灰 40-60， 鈣鎂磷肥 10-30， 沸石 5-25， 海泡石 5-20。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于，它由重量 百分比如下的四種原料制成： 原料 重量百分比（％) 生石灰 45_55， 鈣鎂磷肥 15-30， 沸石 10-20， 海泡石 10-20。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于，它由重量 百分比如下的四種原料制成： 原料 重量百分比（％) 生石灰 50， 鈣鎂磷肥 30， 沸石 10， 海泡石 10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于： 所述生石灰為將石灰石原礦煅燒粉碎后過60-140目篩的粉末。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于： 所述鈣鎂磷肥，是一種含有磷酸根的堿性肥料，P 2O5含量多12%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于： 所述沸石為將沸石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑，其特征在于： 所述海泡石為將海泡石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末。
8. -種權(quán)利要求1-7中任一所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制備方法，其 步驟如下： 將原料生石灰、鈣鎂磷肥、沸石和海泡石按比例混合均勻。
【專利摘要】本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保育與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑及制備方法。本發(fā)明將處理好的原料生石灰、沸石、海泡石和鈣鎂磷肥按比例混合均勻，即得產(chǎn)品。本發(fā)明的調(diào)理劑配方合理，方法易行，操作簡(jiǎn)單，兼具修復(fù)土壤重金屬污染和調(diào)控土壤酸堿度等多種功能，使污染農(nóng)田中的有效態(tài)鎘、鉛分別下降了22.4%-31.4%、26.3%-43.5%，同時(shí)亦使水稻中的鎘、鉛含量分別下降了33.2%-38.9%、29.4%-44.6%，土壤pH提高了0.16-0.27，水稻產(chǎn)量提高了3.6%-6.3%。適用于各種被重金屬污染和土壤酸化嚴(yán)重的農(nóng)田土壤。
【IPC分類】C09K17-06, C05G3-04, C09K101-00, C09K109-00
【公開號(hào)】CN104877688
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510263493
【發(fā)明人】袁海偉, 周亮
【申請(qǐng)人】環(huán)保橋（湖南）生態(tài)環(huán)境修復(fù)有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日