[发明专利]一种修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂，属于农业肥料的技术领域。

背景技术

随着全球经济的快速发展，含重金属的污染物通过灌溉、干湿沉降等多种途径进入土壤，造成土壤中重金属富集。土壤重金属污染不但影响农产品产量与品质，而且涉及大气和水环境质量，并可通过食物链危害动物和人类的生命和健康。目前，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu约340万吨，Pb约500万吨，Mn约1500万吨，Ni约100万吨。据我国农业部调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%。而据国家环保总局牵头调查显示，珠三角、长三角、环渤海这些经济先发展起来的地区，都面临着严重的土壤污染问题。其中，珠三角40%农田金属污染超标，致使粮食减产，经济损失不断增大。同时，土壤重金属污染可被植物富集并通过食物链进入人体，严重危害人类健康。在这种情势下，土壤重金属污染越来越受到人们的关注,已成为全球面临的重要环境问题,土壤重金属污染问题已成为环境和土壤学工作者研究热点。土壤重金属修复与治理是农业发展不容忽视的问题，对于促进农业可持续发展，保障粮食安全具有重要作用。

当前土壤重金属修复方法主要分为物理法（翻地、换土、电磁富集、淋洗等）、生物法（植物富集固定（CN201110160731.9）、微生物富集和降低毒性）和化学法（改良剂还原、吸附）。这些方法虽然都在一定程度上对重金属污染土壤具有修复作用，但是都存在自己的缺陷。物理法耗费大量人力和财力，生物法周期长且机理不清楚。其中化学法由于见效快，可操作性强，因此逐渐受到人们关注。目前化学法主要有纳米铁粉还原（CN201010230014.4）和螯合（CN201010229992.7）等，主要针对土壤重金属淋洗液的处理，成本较高且易造成二次污染。因此，迫切需要发展一种低成本、高效、简便、环境友好的新型化学修复方法。

本发明提供一种新型土壤重金属修复肥料及修复剂，该修复剂可直接使用也可以肥料为载体，具有成本低、操作简便、环境友好等优点。该方法既可以有效将土壤中重金属离子如六价铬等高价重金属离子还原成低价态离子，从而降低其毒性；又可以将重金属离子吸附固定控制其迁移，因此应用前景广阔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂，将改性凹凸棒土、壳聚糖、生物碳、硫代硫酸钠四种材料进行复合，一方面利用凹凸棒土和生物碳的吸附性能以及壳聚糖的螯合作用将土壤中重金属离子进行固定，阻止其通过淋溶和径流迁移；一方面利用硫代硫酸钠将高价重金属离子（如六价铬离子）还原成低价态（如三价铬离子），从而降低其毒性和溶解性。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种土壤重金属修复肥及修复剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量计，将7-11份的凹凸棒土（胶体级）与1-3份壳聚糖混合均匀，并加水配置成浓度为50～100g/L的悬浊液，在30～50℃下，搅拌20～40分钟，然后利用高能电子束（5-10MeV,10-50kGy）辐照10-20分钟，以使壳聚糖接枝在凹凸棒土棒晶表面生成凹凸棒土-壳聚糖复合物，然后30-60摄氏度干燥并粉碎成200-400目；

（2）按重量计，将1-3份（1）中得到的物质，2-5份生物碳（稻壳灰，200-400目，含碳量40-65%，200-400目）以及2-4份硫代硫酸钠（200-400目）均匀混合，即得到土壤重金属修复剂；

（3）按重量计，将（2）中得到的修复剂按照5-20%比例添加到有机肥或尿素或复混肥中，造粒即得到重金属修复有机肥、重金属修复尿素和重金属修复复混肥。

（4）将（2）中得到的修复剂按照每亩10-20kg用量均匀撒施在土壤表面，然后耕地即可；或将（3）中制得的修复肥按照每亩40-60kg的用量均匀撒施在土壤表面，然后耕地即可。

经过辐照过的凹凸棒土-壳聚糖复合物不仅能提高凹凸棒土分散性，形成多孔结构，而且使壳聚糖接枝在凹凸棒土棒晶表面生成微纳网络结构的凹凸棒土-壳聚糖复合物。

本发明的有益效果：