[发明专利]一种用于稻田Cd/As复合污染修复的土壤调理剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于稻田Cd/As复合污染修复的土壤调理剂及其制备方法。该土壤调理剂中包含以下重量份的组分：含铁硫酸盐20‑60份、活化硅酸盐20‑60份、过磷酸钙0‑40份、乙二胺四乙酸二钠盐0‑5份。该土壤调理剂的制备方法包括以下步骤：(1)将各组分分别粉碎，过80目筛；(2)将筛后的细粉混合均匀、造粒，烘干至水分含量小于5％，最后进行检测，检测合格制得成品。该土壤调理剂对土壤Cd/As污染有同步钝化的效果，同时还能够通过有效降低作物地上部分对Cd/As的吸收，阻断重金属Cd、As进入食物链，防止对人体造成损害，促进土地资源的保护和可持续利用。该土壤调理剂的制备工艺环保可行、成本低。

技术领域

本发明属于土壤重金属污染治理领域，尤其涉及一种适用于Cd/As复合污染酸性土壤的土壤调理剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着世界人口的不断增长和工业化进程的加快，以及人们对环境的不合理利用，导致土壤污染问题日益突出，严重地威胁着人们的生产生活。目前，我国南方地区的稻田耕地土壤主要存在以下威胁土壤资源质量及可持续利用的安全因素：

(1)重金属污染源增多。一是由于南方矿产资源丰富，冶金矿采等人为活动引发的工业“三废”排放愈发加剧；二是随着农业化肥用量、固体废弃物不断增加，导致土壤中各种重金属含量急剧上升。调查显示，排到环境中的镉有82％-94％进入土壤，其中相当部分为农业土壤，给农产品安全带来潜在威胁。

(2)土壤耕地酸化面积严重。华中地区是我国四个酸雨区之一，土壤酸化导致盐基离子的加速淋失(如发生以下反应：土壤粘粒-Ca²⁺+2H⁺＝H⁺-土壤粘粒-H⁺+Ca²⁺(流失))，并且当土壤粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时，会导致铝氧八面体被解体，释放出活性铝离子。随着铝氧八面体的解体，活性铝含量急剧增加，释放出的交换性铝离子水解产生氢离子(发生如下反应：Al³⁺+3H₂O＝Al(OH)₃↓+3H⁺)，让土壤进一步酸化，加速了土壤的自然风化，镉、砷、铅等重金属离子不断溶解在土壤溶液中。土壤中的重金属离子活性随着pH的降低而增强，直接影响稻田作物粮食质量安全。

(3)稻田重金属低效调理剂带来的二次面源污染问题。稻田施用农药化肥调理剂等存在一些滥用不合理现象。难以针对重金属复合污染土壤情况提出行之有效的解决方案，在某种程度上对农田耕地造成二次污染。

由以上问题导致的镉砷复合污染酸性土壤已经给生态平衡、粮食质量安全带来隐患，现有常规的土壤调理剂在稳定性及可持续性上有一定的局限性，同时会大幅度改变土壤酸碱度，给土壤带来二次污染及板结等状况，因此，施用高效、生态的土壤调理剂及技术刻不容缓。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种成本低，配方简单易行，可以提高土壤pH、维持土壤中微量元素平衡，有效降低土壤有效态Cd/As、及作物Cd/As吸收的土壤调理剂，还相应提供该土壤调理剂的制备方法与应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于稻田Cd/As复合污染修复的土壤调理剂，所述土壤调理剂中包含以下重量份的组分：含铁硫酸盐20-60份、活化硅酸盐20-60份、过磷酸钙0-40份、乙二胺四乙酸二钠盐0-5份。

本发明土壤调理剂中添加活化硅酸盐作为组分，活化硅酸盐中含有的单硅酸与Cd结合后形成多硅酸盐复合结构，可以降低土壤中Cd的生物有效性；同时，其内富含的有效硅富集于植物的根尖处，与Cd结合，可以有效阻止Cd向地上部的转运。本发明土壤调理剂中的含铁硫酸盐可与土壤中的As发生一系列吸附络合反应，从而降低土壤中As的生物有效性；同时，活化硅酸盐和过磷酸钙的水解产生大量的钙铝硫酸盐可以固化土壤中的As。