[发明专利]一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用

说明书

本发明属于重金属污染农田土壤环境治理技术领域，公开了一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用。本发明通过在水稻插秧或种植前撒施适量过硫酸钠，配施钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素基肥，同时在整个生育期内进行合理的水分管理或水分调节，能有效降低水稻对砷的吸收累积，使水稻稻米中砷的含量低于国家食品中污染物限量标准，达到安全生产的目标。此外，与传统土壤治理方法相比，本发明的方法工程量小、所施加的原料成本低廉，施用方法和技术管理简单，成效明显，易于推广。

技术领域

本发明属于重金属污染农田土壤环境治理技术领域，涉及一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用。

背景技术

稻田土壤中的砷来源广泛，主要来源于采矿、冶炼和含砷废水灌溉等人为途径，导致许多稻田土壤大面积砷含量升高。据环保部、国土部2014年发表的《全国土壤污染状况调查公报》，我国耕地中As超标率达到2.7％，在污染元素中排第三位，仅次于镉和镍。与其它元素相比，As是较易被水稻吸收并转运至水稻籽粒的元素。由于砷的毒性和普遍性，稻田土壤中的砷污染对人类和生态系统构成了巨大威胁。与其他谷物作物相比，即使是在砷污染很少或没有砷污染的地区种植的作物，稻米(Oryza sativa L.)中砷含量也会自然升高。稻米作为我国主要粮食作物，大米消费已成为人类接触砷的主要途径。因此，如何将砷固定在水稻土中并减少砷在水稻籽粒中的积累已成为关系人体健康的重大环境与食品安全问题，修复治理稻田土壤重金属污染，保障稻米食用安全，对于生态环境安全与食物安全有着不可忽视的作用。

据文献调研，稻田重金属污染修复治理技术主要包括物理修复方法、化学修复、筛选重金属低积累水稻品种、植物修复以及农艺调控措施等。在砷污染土壤的各类修复技术中，物理修复方法因花费大、工程量大，不太适合于大面积中低度污染稻田的治理；植物修复技术受修复植物生物量小、修复周期长、占用耕地、费用高等因素限制，如何大面积推广还需继续探索；植物修复如叶面调控技术(通过叶面喷施外源硅(Si)、硒(Se)等控制稻米砷等)因叶面调理剂存在效果不稳定，修复效率亟需提高的问题，也仍需进一步研究。在诸多修复方法中，化学修复具有修复周期短、修复效果显著且操作简单的优点，被广泛用于砷污染土壤的修复。如原位化学氧化技术在欧美等发达国家己经广泛应用于土壤修复领域。原位化学氧化(ISCO、In-situ chemical oxidation)的原理是将氧化剂注入土壤中，通过吸附解吸、酸碱反应、离子交换、水解、氧化还原等过程破坏土壤或地下水中的有机污染物，使其降解为无毒或低毒物质。原位化学氧化技术具有对污染物类型不敏感，可去除石油类污染物、苯、酚类、多环芳烃、多氯联苯等大多数有机污染物的特点。而且一些修复药剂反应过程中释放热量和氧气，可增加土壤微生物活性，化学氧化修复效果稳定、修复周期短效率高，特别适用于原位修复。

原位化学氧化技术常用氧化剂主要有过氧化氢、臭氧、高锰酸钾、过硫酸钠等，其中Na₂S₂O₈作为一种强氧化剂，可还原成SO₄^2-，在一般的环境条件下，具有很高的化学活性，并且非常稳定。但过硫酸钠作为原位化学氧化的氧化剂需要经过活化才能达到修复的效果，其活化方式主要有热活化、零价铁活化、亚铁盐活化、碱活化、强氧化剂活化、土壤过渡金属矿物。而土壤和沉积物中存在大量的铁、锰、钛等过渡金属矿物，这些过渡金属矿物在土壤中多以氧化物的形式存在，可以活化过硫酸盐产生·S0₄^-，在潮湿或碱性条件下生成氧化能力更强的·OH，进而对污染物进行降解。然而，目前过硫酸钠在砷污染稻田中的修复中的效果仍较低，特别是在降低稻米中砷含量的研究较少，过硫酸钠修复技术的大面积推广还需继续探索。

发明内容

针对上述现有技术砷污染稻田土壤修复技术中技术效果不稳定、修复效率不高的难点，本发明将提供一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用。

为实现上述目的，具体包括以下技术方案：

一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法，包括如下步骤：