[发明专利]能降低土壤中重金属离子含量的缓释肥料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种能降低土壤中重金属离子含量的缓释肥料及其制备方法，该缓释肥料采用硫化钠、聚乙烯醇、九水合硝酸铝、六水合硝酸镁、木质素和尿素为反应原料，反应制备了一种以含硫水滑石和木质素为载体的缓释肥料。该缓释肥料中的硫离子可以与重金属离子生成不溶于水的硫化物沉淀，达到降低土壤中迁移态重金属离子含量的效果，同时含硫水滑石和木质素组成的复合物具有对尿素的缓释功能。这种双功能肥料在不影响正常农业生产的同时，能降低土壤中由过量重金属离子造成的环境污染，减少了土壤治理的成本。

技术领域：

本发明提供一种能降低土壤中重金属离子含量的缓释肥料，同时提供该缓释肥料的制备方法，属于有机无机复合材料领域。

背景技术：

随着工业发展及城市化程度的不断提高，土地资源日趋紧张，当今世界正在饱受各种环境问题的困扰。由于金属矿山开采冶炼、工业和生活污水的排放、含重金属农药和化肥的施用、污水灌溉等，土壤重金属污染问题日益严重。据统计，我国重金属污染的土壤面积约2×10⁷hm²，约占全国总耕地面积的1/6。如用这样的土壤再进行农业生产，种植出来的植物中重金属含量也往往会高过正常要求。重金属污染对农作物产品的质量产生严重影响。若这些重金属含量高的植物被人畜等食用，可能影响人畜的生理机能，并会造成严重的社会和经济危害。因此降低土壤的重金属含量是一项非常重要的课题。

目前已有的清除重金属离子的方法：向土壤中直接施加硫化钠（陈宏，生态环境，2003年第12卷 第3期，285-288页），通过使土壤中的可迁移态重金属离子变成重金属硫化物沉淀，从而减少植物对可迁移态重金属离子吸收。但是这种方法缺陷是硫化钠易溶于水，易随雨水等流失，从而降低了其持续清除土壤中重金属离子的效果。另一种清除重金属离子的方法：通过种植能富集重金属离子的特种植物，然后收集这些植物，进行集中处理，从而降低土壤中可迁移态重金属离子的含量（CN1903459）。但是这种方法打断了正常的农业生产，耗时长，成本高，因而应用也受到限制。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能降低土壤中重金属离子含量的缓释肥料的制备方法，该方法制备的缓释肥料具有降低土壤中迁移态重金属离子含量和缓释尿素的双重功能，制备方法简单且成本低，易实现工业化生产。

本发明另外一个目的是提供具有能降低土壤中重金属离子含量和缓释功能的肥料，该肥料能有效降低土壤中可迁移态重金属离子含量。

本发明的具体技术方案如下：

一种能降低土壤中重金属离子含量的缓释肥料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）将硫化钠、聚乙烯醇依次加入到水中，搅拌10~60 min混合均匀，得混合液备用；其中硫化钠、聚乙烯醇和水的重量比为（0.5~7.8）:（35~120）:（350~800）；

（2）将九水合硝酸铝、六水合硝酸镁混合加入去除二氧化碳的水中，在搅拌条件下用碱液调节混合液pH至7.0~10.0；再将混合液置于70~95℃，在氮气保护下反应2~24h，过滤出胶状物备用；其中九水合硝酸铝、六水合硝酸镁和去除二氧化碳的水三者重量比为（2.6~3.3）：（3.2~4.4）：（45~90）；

（3）将步骤（1）所得混合液与步骤（2）所得胶状物按（1~4）：1重量比例搅拌，搅拌温度为50~90℃，搅拌时间不低于20min，反应得胶状液；

（4）将步骤（3）所得胶液和木质素按重量比（20~35）：（2~4）混合，温度20~80℃，搅拌时间不低于20min；

（5）将步骤（4）所得胶液和尿素按重量比为（22~39）：（4~8）混合搅拌，温度25~90℃，搅拌时间不低于20min，烘干、造粒，得到缓释肥料。

本发明的进一步设计在于：

步骤（1）中硫化钠、聚乙烯醇和水的重量比优选为2.5：35：750.