[发明专利]一种利用水稻秸秆生物炭抑制稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法

说明书

一种利用水稻秸秆生物炭抑制稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，它涉及一种抑制中轻度多环芳烃污染的土壤中多环芳烃释放的方法。本发明的目的是解决稻蟹共作系统中由于蟹类生物扰动所导致的底泥中多环芳烃向上覆水释放迁移的问题。方法：以水稻秸秆生物炭作为抑制剂施加于中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中。优点：一、底泥污染物吸附到生物炭颗粒，减少向上覆水和周围区域释放污染的通量。二、减少环境污染，促进土壤资源永续利用，符合循环经济的思路和“以废治废”的原则。三、起到改良土壤、增强土壤水分保持的能力和促进作物的生长发育的作用。本发明主要用于抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放。

技术领域

本发明涉及一种抑制中轻度多环芳烃污染的土壤中多环芳烃释放的方法。

背景技术

黑龙江省作为世界著名的三大黑土带之一，土壤有机质含量高，土地条件居全国之首，同时作为我国典型寒区之一，黑龙江省气候为温带大陆性季风气候，全年无霜冻期平均介于100～150天之间，年平均气温多在-5℃～5℃之间，冬季漫长，昼夜温差明显，稻田底泥土壤温度低，由此诞生了诸多寒区种植技术，其中稻田综合种养模式下的稻蟹共作技术作为一项新型生态农业技术，在黑龙江省发展迅速，2020年落实的面积已达21.3万亩。

多环芳烃是一种毒性较强且广泛存在于土壤中的持久性有机物污染物，对生态环境和人体健康危害较大。在稻蟹共作系统中，多环芳烃会通过土壤—水—植物，土壤—水—动物等一系列途径进入食物链中，最终危害人体健康和生态安全，因此，抑制东北寒区条件下稻蟹共作系统中稻田底泥多环芳烃的释放是降低生态风险和环境污染的重要手段，对于降低东北高寒地区农田系统的生态风险，发展绿色农业和保障食品安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决稻蟹共作系统中由于蟹类生物扰动所导致的底泥中多环芳烃向上覆水释放迁移的问题，而提供一种利用水稻秸秆生物炭抑制稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法。

一种利用水稻秸秆生物炭抑制稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，具体是按以下步骤完成的：

以水稻秸秆生物炭作为抑制剂施加于中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中，所述抑制剂的施加量为1000kg/亩～1500kg/亩。

进一步地，若对同一中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田多年连续施加水稻秸秆生物炭作为抑制剂，第一年抑制剂的施加量为1000kg～1500kg/亩，第二年抑制剂的施加量为600kg～1000kg/亩，第三年抑制剂的施加量为300kg/亩～500kg/亩，从第四年开始每年抑制剂的施加量为300kg/亩。

本发明原理及优点：

一、稻田底泥中的多环芳烃迁移至上覆水中后会随着水流扩散污染至周围区域，同时通过食物链进入人体内，破坏生态环境，危害人体健康，而生物质炭是由富含碳的生物质在无氧或缺氧条件下经过高温裂解生成的一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质，具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积，是一种多功能材料。将生物质炭添加到底泥后，由于其较大的比表面积和吸附性能，可有效促进底泥污染物吸附到生物炭颗粒，从而固定住环境中的有机污染物(多环芳烃，如：菲)，减少其向上覆水和周围区域释放污染的通量，进而减少稻蟹共作系统中水稻与螃蟹对多环芳烃的富集，减少环境污染，保障食品安全。

二、我国作为农业大国，2020年全国粮食总产量为13390亿斤，产量已连续6年保持在1.3万亿斤以上，与此同时，作为粮食生过程中的副产品，作物秸秆也随着粮食产量的提高而增加，每年各类作物秸秆总量可达10.4亿吨，其中水稻秸秆约占作物秸秆总量的22.44％，由于农村生活水平提高，水稻秸秆等作为生活燃料的比重大幅度减少，使得大部分水稻秸秆经焚烧后直接丢弃，而直接将秸秆焚烧不但会产生大量不但会CO、氮氧化物及多环芳烃等多种有害气体，还会破坏土壤结构，改变了土壤的物理性状，破坏土壤肥力造成农田质量下降，将其而将其经过独特的处理方式制备成水稻秸秆生物炭吸附材料，可以减少环境污染，促进土壤资源永续利用，符合循环经济的思路和“以废治废”的原则。