[發(fā)明專利]一種土壤調(diào)理劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110318155.6
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN102504826A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾希柏;李蓮芳;孫媛媛;白玲玉;蘇世鳴;王亞男;吳翠霞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所
• 主分類號(hào): C09K17/08
• 分類號(hào): C09K17/08;C09K101/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種土壤調(diào)理劑，尤其涉及能夠降低土壤中超標(biāo)的砷毒性的調(diào)理劑。

背景技術(shù)

砷(As)是一種受到全球關(guān)注的有毒類金屬元素。長期以來，各種生產(chǎn)活動(dòng)如礦產(chǎn)開采與冶煉，煤炭燃燒，含砷殺蟲劑、獸藥、防腐劑的使用等，均可在一定程度上加速砷向土壤、水體等環(huán)境的轉(zhuǎn)移，從而威脅到環(huán)境安全和人類身體健康，由此導(dǎo)致的土壤和水體砷污染問題也受到廣泛關(guān)注。糧食作物是砷進(jìn)入人類食物鏈的重要途徑，因此，在砷超標(biāo)農(nóng)田上種植農(nóng)作物具有較高的農(nóng)產(chǎn)品砷積累風(fēng)險(xiǎn)，如何減少作物對砷的吸收也受到廣泛關(guān)注。

同時(shí)，農(nóng)田中的砷還可通過地表徑流或隨灌溉水下滲，從而可能引起河流、湖泊及地下水的二次污染。如何降低土壤中砷的有效性，使其變成相對穩(wěn)定的狀態(tài)，不僅使其在原位固定而不向環(huán)境排放，同時(shí)也使作物難以吸收和利用。這在不能從根本上解決土壤砷污染問題的情況下，也不乏是降低超標(biāo)土壤中作物對砷的吸收、減輕其毒害的一種有效途徑。

砷在土壤中以多種形態(tài)存在，但一般多以無機(jī)化合物的形態(tài)存在，如以五價(jià)砷、三價(jià)砷等形態(tài)；有時(shí)也會(huì)以有機(jī)化合物的形態(tài)存在，如一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、三甲基砷(TMA)等。有研究發(fā)現(xiàn)，通常在自然狀態(tài)下有機(jī)態(tài)砷的含量非常低，而無機(jī)態(tài)砷的含量及毒性均大于有機(jī)態(tài)下砷，且三價(jià)砷的毒性是五價(jià)砷的60倍，是甲基砷(MMA、DMA)毒性的70倍。因此，無機(jī)態(tài)砷被美國環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)列為頭號(hào)環(huán)境污染物，并制定了一系列土壤、水體及農(nóng)產(chǎn)品中砷含量的閾值。故從某種意義上來說，降低土壤砷的毒有效性，主要是指降低無機(jī)態(tài)砷對作物的有效性，減少其被作物的吸收，并減輕其毒性。

目前，國內(nèi)外在降低土壤中砷的有效性從而減輕其毒性調(diào)控方面主要采取化學(xué)方法，即通過在土壤中添加化學(xué)調(diào)理劑以降低其所含砷的毒性，減少作物對砷的吸收量。盡管先后研發(fā)的調(diào)理劑較多，但由于多方面的原因，其實(shí)際應(yīng)用效果均較差，特別是較少地涉及到降低作物對砷的吸收量的研究，或者較少地涉及到這方面的實(shí)際應(yīng)用。對于具有降低土壤中砷的毒性、減少作物對砷的吸收性能且生產(chǎn)成本較低的調(diào)理劑，則尚未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種土壤調(diào)理劑，能夠降低土壤中砷的毒性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種土壤調(diào)理劑，按重量百分比計(jì)算包括：55％～65％的鎂、鋁雙金屬氧化物，20％～30％的秸稈生物質(zhì)焦，以及10％～20％的磷酸鐵。

優(yōu)選地，

20％～30％的生物質(zhì)焦是將40～50％農(nóng)作物秸稈通過碳化生成，農(nóng)作物秸稈包括水稻、谷子以及玉米秸稈中的一種或多種。

優(yōu)選地，

55％～65％的鎂、鋁雙金屬氧化物通過55％～65％磨細(xì)的鎂鋁水滑石獲取。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種如前所述的土壤調(diào)理劑的制備方法，包括如下步驟：

按制備總重量共為100千克的土壤調(diào)理劑計(jì)算，稱取以下物料：55～65kg磨細(xì)的水滑石，40～50kg粉碎的玉米秸稈，10～20kg磨細(xì)的磷酸鐵；將稱取的物料均勻混合，并用水濕潤至手抓時(shí)能出水為止，形成混合物料；

將混合物料用塑料薄膜覆蓋，并堆放在室內(nèi)3至4天，然后置于炭化爐中，在相對密封的狀態(tài)下緩慢加熱至490～520℃，并保持2.8～3.2小時(shí)后停止加熱，使經(jīng)緩慢加熱的混合物料逐漸冷卻后取出，磨細(xì)并過0.20～0.30mm篩，制得土壤調(diào)理劑。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種如前所述的土壤調(diào)理劑在降低土壤中的砷毒性方面的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種如前所述的土壤調(diào)理劑在減少土壤中作物對砷吸收方面的應(yīng)用。

采用本發(fā)明的調(diào)理劑，能夠達(dá)到固定土壤中砷及降低砷的毒性，從而達(dá)到減少作物對砷吸收的目的。同時(shí)，該調(diào)理劑含有較多的鈣、鎂及磷等營養(yǎng)元素，可間接地為土壤中的作物補(bǔ)充這些必要的養(yǎng)分。并且，由于該調(diào)理劑中的水滑石經(jīng)高溫處理后，水分子和碳酸根陰離子層消失，原始結(jié)構(gòu)被破壞，片層累疊緊密，以及空間通道較小，且有結(jié)晶度較好的氧化鎂及微晶態(tài)氧化鋁形成，使其能對土壤中的砷酸根離子具有較強(qiáng)的吸附和固定能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的土壤調(diào)理劑和水滑石各自對溶液中五價(jià)砷的吸附量隨時(shí)間的變化曲線圖；

圖2為本發(fā)明的土壤調(diào)理劑和水滑石對五價(jià)砷的吸附量隨溶液中濃度的變化曲線圖。

具體實(shí)施方式