[發明專利]一種修復土壤重金屬的功能性肥料及修復劑

有效

• 申請號: 201410078419.9
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103788960A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 吳正巖;張靜;蔡冬清;張欣;吳麗芳;賀璐璐
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C05G3/04;C09K101/00
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 胡敏

技術領域

本發明涉及一種修復土壤重金屬的功能性肥料及修復劑，屬于農業肥料的技術領域。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，含重金屬的污染物通過灌溉、干濕沉降等多種途徑進入土壤，造成土壤中重金屬富集。土壤重金屬污染不但影響農產品產量與品質，而且涉及大氣和水環境質量，并可通過食物鏈危害動物和人類的生命和健康。目前，全世界平均每年排放Hg約1.5萬噸，Cu約340萬噸，Pb約500萬噸，Mn約1500萬噸，Ni約100萬噸。據我國農業部調查，在約140萬公頃的污水灌區中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區面積的64.8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴重污染的占8.4%。而據國家環保總局牽頭調查顯示，珠三角、長三角、環渤海這些經濟先發展起來的地區，都面臨著嚴重的土壤污染問題。其中，珠三角40%農田金屬污染超標，致使糧食減產，經濟損失不斷增大。同時，土壤重金屬污染可被植物富集并通過食物鏈進入人體，嚴重危害人類健康。在這種情勢下，土壤重金屬污染越來越受到人們的關注,已成為全球面臨的重要環境問題,土壤重金屬污染問題已成為環境和土壤學工作者研究熱點。土壤重金屬修復與治理是農業發展不容忽視的問題，對于促進農業可持續發展，保障糧食安全具有重要作用。

當前土壤重金屬修復方法主要分為物理法（翻地、換土、電磁富集、淋洗等）、生物法（植物富集固定（CN201110160731.9）、微生物富集和降低毒性）和化學法（改良劑還原、吸附）。這些方法雖然都在一定程度上對重金屬污染土壤具有修復作用，但是都存在自己的缺陷。物理法耗費大量人力和財力，生物法周期長且機理不清楚。其中化學法由于見效快，可操作性強，因此逐漸受到人們關注。目前化學法主要有納米鐵粉還原（CN201010230014.4）和螯合（CN201010229992.7）等，主要針對土壤重金屬淋洗液的處理，成本較高且易造成二次污染。因此，迫切需要發展一種低成本、高效、簡便、環境友好的新型化學修復方法。

本發明提供一種新型土壤重金屬修復肥料及修復劑，該修復劑可直接使用也可以肥料為載體，具有成本低、操作簡便、環境友好等優點。該方法既可以有效將土壤中重金屬離子如六價鉻等高價重金屬離子還原成低價態離子，從而降低其毒性；又可以將重金屬離子吸附固定控制其遷移，因此應用前景廣闊。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種修復土壤重金屬的功能性肥料及修復劑，將改性凹凸棒土、殼聚糖、生物碳、硫代硫酸鈉四種材料進行復合，一方面利用凹凸棒土和生物碳的吸附性能以及殼聚糖的螯合作用將土壤中重金屬離子進行固定，阻止其通過淋溶和徑流遷移；一方面利用硫代硫酸鈉將高價重金屬離子（如六價鉻離子）還原成低價態（如三價鉻離子），從而降低其毒性和溶解性。

本發明是通過以下技術方案來實現的。

一種土壤重金屬修復肥及修復劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）按重量計，將7-11份的凹凸棒土（膠體級）與1-3份殼聚糖混合均勻，并加水配置成濃度為50～100g/L的懸濁液，在30～50℃下，攪拌20～40分鐘，然后利用高能電子束（5-10MeV,10-50kGy）輻照10-20分鐘，以使殼聚糖接枝在凹凸棒土棒晶表面生成凹凸棒土-殼聚糖復合物，然后30-60攝氏度干燥并粉碎成200-400目；

（2）按重量計，將1-3份（1）中得到的物質，2-5份生物碳（稻殼灰，200-400目，含碳量40-65%，200-400目）以及2-4份硫代硫酸鈉（200-400目）均勻混合，即得到土壤重金屬修復劑；

（3）按重量計，將（2）中得到的修復劑按照5-20%比例添加到有機肥或尿素或復混肥中，造粒即得到重金屬修復有機肥、重金屬修復尿素和重金屬修復復混肥。

（4）將（2）中得到的修復劑按照每畝10-20kg用量均勻撒施在土壤表面，然后耕地即可；或將（3）中制得的修復肥按照每畝40-60kg的用量均勻撒施在土壤表面，然后耕地即可。

經過輻照過的凹凸棒土-殼聚糖復合物不僅能提高凹凸棒土分散性，形成多孔結構，而且使殼聚糖接枝在凹凸棒土棒晶表面生成微納網絡結構的凹凸棒土-殼聚糖復合物。

本發明的有益效果：