[发明专利]腐殖酸作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用

说明书

本发明提供了腐殖酸作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用，涉及土壤重金属污染防治技术领域。在本发明中，所述腐殖酸含胡敏酸和富里酸等小分子有机酸，可降低弱碱性土壤pH值，避免土壤碱性过强；所述腐殖酸可促进弱碱性土壤中Cd由活性高的提取态向残渣态转化；而且，腐殖酸为有机肥料，能够为作物生长提供所需的营养，提高土壤肥力。本发明将腐殖酸作为修复材料应用于弱碱性土壤，不仅能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，而且能够提高土壤肥力。进一步地，腐殖酸作为修复材料时的施用量为0.15～0.4wt％，较低的施用量即可有效降低弱碱性土壤Cd生物有效态，具有较好的土壤Cd活性钝化效果及经济效益。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染防治技术领域，特别涉及腐殖酸作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用。

背景技术

近些年我国耕地土壤重金属污染越发严重，其中首要污染物为重金属Cd(Cd)。Cd是生物体非必需元素，由于其具有高迁移性、高毒害性、高积累性和难消除性，被视为生物毒性最强的重金属。

对于大面积重金属污染的土壤，尤其是中、轻度污染的土壤，原位化学钝化修复技术具有实施简单，成本低廉以及治理速度快的优点。对于土壤Cd污染的原位固定钝化修复，目前使用较为广泛的钝化修复材料有石灰、羟基磷灰石等。但是，这些修复材料通常用于修复酸性土壤Cd污染，其作用以提升土壤pH值为主，通过升高土壤pH值降低重金属活性进而降低重金属的生物有效性。而对于弱碱性土壤(pH值为7.1～7.5)，土壤本底pH值相对较高，若添加磷石灰或石灰这些碱性材料，往往会使土壤pH值增加至7.5以上，由此导致土壤碱性过强，增加土壤板结、土壤盐渍化的风险，目前针对Cd污染的弱碱性土壤，几乎没有长期有效的对土壤Cd活性进行钝化/稳定化的固定方法。此外，这些钝化修复材料往往会使土壤肥力有所降低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供腐殖酸作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用。本发明将腐殖酸作为修复材料应用于弱碱性土壤，不仅能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，而且能够提高土壤肥力，也不会使土壤过于碱性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了腐殖酸作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用；所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.5。

优选地，所述腐殖酸为粉末状，粒径小于50μm。

优选地，所述腐殖酸中C元素质量含量为31～36％、O元素质量含量为40％～45％，所述腐殖酸中O元素与C元素的摩尔比为(0.8～1.1)：1。

优选地，所述腐殖酸的制备方法包括以下步骤：

将泥炭、褐煤或风化煤进行腐殖酸提取，得到腐殖酸水溶液；

将所述腐殖酸水溶液进行超滤，得到分子量10kDa的溶液；

将分子量10kDa的溶液依次进行浓缩和干燥，得到所述腐殖酸。

优选地，所述应用的方法包括以下步骤：

将所述腐殖酸施用在弱碱性土壤的耕作层中；

所述施用后对耕作层土壤浇水灌溉，然后进行平衡，使腐殖酸和耕作层土壤混匀。

优选地，所述耕作层为深0～20cm范围内的弱碱性土壤表层。

优选地，所述腐殖酸的施用量为耕作层土壤质量干重的0.15～0.4％。

优选地，所述腐殖酸的施用量为耕作层土壤质量干重的0.2％。

优选地，所述浇水灌溉使耕作层土壤的水分含量保持不低于耕作层土壤饱和持水量的30％。

优选地，所述平衡的时间为4～6天。