[发明专利]一种废弃生物秸秆制备的镉污染土壤调理剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种废弃生物秸秆制备的镉污染土壤调理剂及其制备方法，属于环境保护技术领域。本发明调理剂包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸100‑200份、生物质炭50‑100份、秸秆有机多孔纤维10‑20份、生石灰10‑20份、尿素10‑30份、磷酸铵10‑20份、氯化钾5‑10份、抗性糊精1‑5份、保水剂1‑5份、增效剂1‑5份。本发明土壤调理剂在为作物提供丰富营养物质的同时，可以有效降低土壤重金属粒子含量水平，且实现了对于废弃生物秸秆的循环再利用，安全环保无污染，用量少，除镉效率高，使用方便，特别适合酸性镉污染土壤的治理，具有广阔的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种废弃生物秸秆制备的镉污染土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

目前，土壤污染问题日趋严重，其中土壤重金属污染由于较难察觉，在物质循环和能量循环中难以分解，容易蓄积在土壤中，导致作物减产，并通过植物的根系吸收进入植物体内，再经过食物链的传递和富集而危害人体健康。土壤重金属污染以铅和镉为主，镉是生物生长发育过程的非必需元素，是自然界中对动植物和人体危害性最大的重金属种类之一。镉具有很强的毒性和生物迁移性，且难以降解，因此易被作物吸收富集，并随作物进入食物链，进而对人类健康产生危害。

被重金属污染的土地，自然修复需要很漫长的时间，而人工通过换、改土等方法治理，虽然效果明显，但投入太大，工程量巨大，成本高昂，仅适合局部污染的治理；通过土壤施用石灰等方法来调节土壤pH或者Eh等途径降低土壤镉的生物有效性，来控制作物镉积累的化学吸附、钝化等方法，由于土壤中的镉等重金属处于动态平衡，只要镉在土壤中，就可能在人为干预减弱的情况下，随土壤环境的改变再次被活化而进入食物链，同时，改变土壤环境的物质添加量太大时，也可能存在土壤原有生态平衡遭到破坏，造成土壤二次污染的风险；植物修复法虽然经济、环保，但较大规模改变种植习惯和品种，推广上仍有困难；生物方法效益明显，但微生物选育扩繁，微生物本身生存环境等因素，导致治理效果往往起伏较大。这些方法中，还往往存在治理重金属镉污染的的同时，导致作物产量下降的问题。

生物炭是一种新型的材料，它是在缺氧条件下，生物质通过热裂解形成的一种产物。生物炭的颗粒较小、分布细致、质地较轻，是一种黑色孔状的固体，主要组成元素为碳、氧等，生物炭中碳的含量一般在70％以上，制备生物炭的原料来源广泛，如木屑、秸秆、工业有机废弃物、城市污泥、棕榈丝、椰丝等都可作为其原料。生物炭具有疏松多孔、比表面积大、表面带有大量负电荷等特点，这些特征使生物炭具有良好的吸附特性，作为土壤结构的改良剂或者制成土壤污染的修复剂，生物炭能够提高酸性土壤pH值，增加阳离子交换量，从而吸附土壤中的污染物和重金属，降低Cd、Pb、Zn在农作物体内的累积，加快微生物代谢和提高土壤微生物量，从而改善土壤肥力，增加水稻等作物的产量，改善农产品品质的作用。

但目前生物炭改善镉污染土壤依旧存在着钝化作用不稳定，持久性和差，需要反复多次的施用，这导致了生产效率和成本的大幅上升，而清除效率却一般，性价比不高，无法得到有效的推广和应用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，利用废弃生物秸秆制备镉污染调理剂，一次施用可长久稳定的发挥效用，同时，在改善土壤镉污染的同时，调节土壤理化性质和营养水平，促进农业的可持续发展。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种废弃生物秸秆制备的镉污染土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸100-200份、生物质炭50-100份、秸秆有机多孔纤维10-20份、生石灰10-20份、尿素10-30份、磷酸铵10-20份、氯化钾5-10份、抗性糊精1-5份、保水剂1-5份、增效剂1-5份。

进一步的，所述秸秆有机多孔纤维的制备方法为：

(1)将废弃秸秆粉碎，加入秸秆质量50-80％的水，再加入固体混合物质量0.5％的淀粉酶和0.5％的纤维素酶，持续搅拌30-60min，过滤收集固体残渣；