[发明专利]有效降低稻米镉砷积累的土壤调理剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种有效降低稻米镉砷积累的土壤调理剂，其包括如下组分：硝酸铁80～120份、金属硫化物15～25份、活化硅酸盐水泥60～80份、GLDA‑Zn/Mn1～2份、钙源35～60份。本发明可以显著的降低土壤中有效镉和砷，对土壤有效镉砷降幅可达40％和39％；同时，本发明可以显著降低水稻茎叶中镉砷积累，在较小的施用量下镉和砷降幅可达42％和44％，并使得中轻度复合污染稻米中的镉积累低于国家安全阈值。本发明土壤调理剂的配方简单，能适用于不同范围酸碱度的土壤，具有较广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于土壤治理领域，具体涉及一种有效降低镉砷复合污染土壤中稻米镉砷积累的土壤调理剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代工业化和城市化的发展，人类活动导致土壤环境中重金属污染日益严重。我国的土壤受重金属污染严重，据2008年国家环保部提供数据显示，受到Cd、As、Pb等重金属污染的耕地面积近2.0*10⁷hm²，约占总耕地面积的1/5，其中“工业三废”污染的耕地有1.0*10⁷hm²，使用污水灌溉的农田有3.3*10⁶hm²，每年被重金属污染的粮食多达1.2*10⁷t，造成的直接经济损失超过200亿元。环境中的重金属具有生物毒性强、持久、化学活性大，较易被植物吸收残留于体内，降低农产品品质，并经食物链富集最终积累于人类体内，给人体健康带来潜在的危害。

常见的土壤修复方法有工程物理技术、化学钝化技术以及生物修复技术。其中物理修复技术只适用于小面积严重污染土壤的修复，生物修复的目标生物量低、修复周期长、植物后续处置困难，而化学钝化技术是通过添加化学改良剂，改变土壤理化性质，从而直接或者间接降低重金属形态及其生物有效性，以抑制或降低植物对重金属的吸收，是一种低投入、见效快的重金属污染修复治理技术。镉、砷在土壤中存在形式多样，主要包括可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态残渣态，其中可交换态活性较高，易被植物吸收利用，有机结合态金属离子可以在一定条件下转化为活性离子态，反之亦然，即土壤中有效态镉砷和结合残渣态镉砷保持着一种动态的平衡。在土壤中施用调理剂，旨在一定程度上降低土壤活性镉砷的含量，从而降低稻米镉砷积累。

在本领域的现有技术中，主要以生石灰、硅钙肥等为主进行土壤镉的钝化，以及使用硫酸铁、氧化铁类的钝化剂进行土壤砷的钝化。目前，对于镉砷同步钝化的调理剂不多，且同步钝化效果不稳定，或者是不显著。主要原因是由于镉、砷相左的化学性质(比如土壤增加土壤ph，土壤镉活性降低，砷活性增加。降低土壤ph，土壤砷活性降低，镉活性增加)，往往对于镉砷同步钝化效果难以把握。如果简单的将其两种原料进行混合，对于镉砷同步钝化效果不稳定，也不好控制，且不合理的配施会导致作物产量降低。

综上所述，本领域亟需一种能同时有效降低镉砷复合污染土壤中稻米镉砷积累的土壤调理剂。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种有效降低降低镉砷复合污染土壤中稻米镉砷积累的土壤调理剂。该土壤调理剂需配方简单，并可在较低的施用量下，显著的降低土壤中有效镉和有效砷含量，以有效降低稻米镉砷的积累。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有效降低稻米镉砷积累的土壤调理剂，所述土壤调理剂按重量份计，包括如下组分：

硝酸铁80～120份、金属硫化物15～25份、活化硅酸盐水泥60～80份、GLDA-Zn/Mn1～2份、钙源35～60份；

所述钙源为氧化钙和/或碳酸钙；

所述活化硅酸盐水泥为硅酸盐通过高温煅烧和水浴熏蒸后所得物。

作为本发明的优选技术方案，所述土壤调理剂还包括填料。更优选的，所述填料包括草木灰和/或木屑。最佳的方案为所述填料的重量份为20～30份。