[發明專利]可降低稻米鎘累積的土壤調理方法

有效

• 申請號: 201210570480.6
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN102974606A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 劉昭兵;紀雄輝;謝運河;彭華
• 申請（專利權）人: 湖南省土壤肥料研究所
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 楊斌

技術領域

本發明屬于環境科學、土壤學和植物營養學研究領域，尤其涉及一種重金屬污染土壤的修復方法。

背景技術

重金屬鎘（Cd）是生物毒性極強的環境污染元素之一（陳朗、宋玉芳等：“土壤鎘污染毒性效應的多指標綜合評價”，《環境科學》，2008，29[9]），在聯合國環境規劃署提出的12種具有全球性意義的危險化學物質中位居首位。鎘對人體的危害極大，可引發“骨痛病”、腎損害等（陳英旭，《環境學》，中國環境科學出版社，2005）。鎘是多種礦物的伴生礦，受日益發展的采礦、冶煉、電鍍和印染等工業以及來自農業投入品自身的影響，農田土壤鎘污染已逐漸成為影響經濟發展和人類身體健康的重要環境問題。在土壤——植物系統中，鎘污染具有多源性、隱蔽性、一定程度上的長距離傳輸性和污染后果的嚴重性，而水稻是吸收鎘能力最強的谷類作物（Chaney?R?L,Reeves?PG,?Ryan?J?A,Simmons?R?W，Welch?R?M,Scott?Angle?J:“An?improved?understanding?of?soil?Cd?risk?to?humans?and?low?cost?methods?to?phytoextract?Cdfrom?contaminated?soils?to?prevent?soil?Cd?risks”,《Biometals》,2004,17[5]）。上世紀末，我國鎘污染耕地面積已達1.3×10⁴hm²，涉及11個省市的25個地區，每年生產“鎘米”5.0×10⁷kg（王凱榮：“我國農田鎘污染現狀及其治理利用對策”，《農業環境保護》，1997，16[6]），有調查表明，湖南省重金屬污染元素中以鎘污染較為普遍，污染稻田含鎘2.8mg/kg～51.3mg/kg，比背景值高23～572倍（王凱榮、郭焱等：“重金屬污染對稻米品質影響的研究”，《農業環境保護》，1993，12[6]）。而在耕地土壤鎘含量較高的前提下，鎘的土壤環境容量非常小，土壤中鎘含量稍有增加，就會使農作物中鎘含量相應提高。因而，土壤鎘污染引起的稻米超標問題屢有發生，嚴重威脅到農產品質量安全和人類身體健康。

食物鏈傳遞成為重金屬威脅人類身體健康的首要途徑，而稻米的清潔生產依賴于土壤環境質量，對于鎘污染土壤的修復，目前主要有客土法、化學修復、生物修復和農藝措施等，客土法修復成本較高，生物修復耗時較長，而農藝措施以及廉價的化學修復是經濟可行的方法之一。據統計，目前我國的農田鎘污染中以中輕度污染為主，而中輕度污染土壤可以通過有效的化學修復與農藝調控措施相結合以保障農產品質量安全，從而在一定程度上緩解人口與耕地資源的矛盾，有利于發展循環農業，構建和諧社會。然而，現有的化學修復方法和農藝措施種類繁多，每一種方法各有優劣利弊，如何選擇和開發最優化、最經濟、最有效的土壤修復方法一直是困擾本領域技術人員的技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種低成本、環境友好、資源節約、操作簡單且可降低稻米鎘累積的土壤調理方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種可降低稻米鎘累積的土壤調理方法，包括以下步驟：在對酸性重金屬鎘污染土壤進行翻耕施肥前，將土壤調理劑亞硫酸鹽均勻撒施在所述酸性重金屬鎘污染土壤的表面，然后再施用基肥，充分拌勻；并結合土壤淹水調理，在水稻生長期間使土壤盡量處于淹水狀態，使所述酸性重金屬鎘污染土壤處于低電化學勢的還原環境（Eh處于-150mV～-300mV），利用生成的還原產物對土壤中的鎘進行有效的吸附和生成化學沉淀，完成對土壤的調理過程。

上述的土壤調理方法中，所述土壤調理劑亞硫酸鹽優選為強堿弱酸鹽，其溶液呈弱堿性。這樣將土壤調理劑加入土壤后能使土壤pH值隨Eh的降低而緩慢升高。所述土壤調理劑亞硫酸鹽更優選為亞硫酸鈉，盡量避免與具有較強氧化性的物質同時使用，以確保其達到降低土壤Eh的調理效果。

上述的土壤調理方法中，所述還原產物中含有可使土壤中重金屬鎘轉化為難溶態CdS的S^2-。

上述的土壤調理方法中，所述還原產物中還優選含有可吸附土壤中重金屬鎘的鐵鹽膠體。

上述的土壤調理方法中，所述酸性重金屬鎘污染土壤一般指含全量鎘0.3mg/kg～3.0mg/kg、且pH值小于6.5的鎘污染土壤。