[發(fā)明專利]用于耕地土壤重金屬污染修復(fù)生物炭基肥料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510675306.1
• 申請(qǐng)日: 2015-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN105347907B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林文興;熊榮昌;李曉忠;鄭磊;周瀚;鄧威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建金土地生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C05G3/00
• 分類號(hào): C05G3/00;C05G3/04
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 趙瑤瑤

本發(fā)明涉及一種用于耕地土壤重金屬污染修復(fù)生物炭基肥料，所述材料由生物炭、高爐水渣微粉、新鮮牛糞和復(fù)合生物菌劑組成，所述各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50％、15％、30％和5％。本發(fā)明中的生物炭與高爐水渣經(jīng)過嚴(yán)格篩選和有效成分活化，一方面可以提高土壤pH，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有效增強(qiáng)對(duì)土壤重金屬元素的吸附作用，提高土壤重金屬修復(fù)效果，生物炭、高爐水渣微粉、新鮮牛糞和復(fù)合生物菌劑按一定比例組合形成的復(fù)合材料，生物炭增加吸附土壤溶液重金屬，高爐水渣中硅在活化劑作用下提高硅的作物利用率，作物吸收硅的同時(shí)阻控重金屬向作物植株體運(yùn)移，降低作物體內(nèi)重金屬含量，兩者對(duì)控制作物吸收土壤重金屬元素具有協(xié)同增效作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，涉及土壤重金屬污染修復(fù)材料，具體公開了一種用于耕地土壤重金屬污染修復(fù)生物炭基肥料。

背景技術(shù)

據(jù)環(huán)保部2005年對(duì)我國(guó)國(guó)土面積約630萬(wàn)平方公里的調(diào)查，耕地污染超標(biāo)率為19.4％，超標(biāo)面積約3.5億畝。污染呈加重發(fā)展趨勢(shì)，在最近20多年的時(shí)間里，表層土壤中重金屬Cd在西南地區(qū)增加了82.4％，沿海地區(qū)增加了69.0％，華北、東北、西北地區(qū)增加了10％—40％。另?yè)?jù)2002-2012年以來，農(nóng)業(yè)部對(duì)21個(gè)省(區(qū)市)水稻、小麥、玉米、大豆、蔬菜等產(chǎn)地部分土壤的調(diào)查，在總調(diào)查4382.44萬(wàn)畝中，超標(biāo)面積為446.79萬(wàn)畝，超標(biāo)率為10.2％。可見，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染嚴(yán)重。

原位修復(fù)作為土壤重金屬污染治理技術(shù)是一種非常行之有效的方法，而受到人們的普遍重視，尤其適用于修復(fù)大面積中、輕度重金屬超標(biāo)的農(nóng)田土壤，實(shí)現(xiàn)重金屬污染耕地的邊生產(chǎn)邊修復(fù)。向土壤中施加重金屬吸附劑是修復(fù)重金屬污染土壤的一種較經(jīng)濟(jì)的原位處理方法。土壤施用重金屬修復(fù)材料，通過改變土壤pH值和重金屬元素在土壤中的化學(xué)形態(tài)和賦存狀態(tài)，增加吸附點(diǎn)位和促進(jìn)重金屬離子與土壤其它組分(包括修復(fù)材料)的共沉淀等過程，使土壤重金屬生物有效態(tài)轉(zhuǎn)化為生物不可利用的形態(tài)，從而抑制重金屬在土壤中的遷移性和生物有效性、降低重金屬污染物對(duì)環(huán)境生物的毒性，達(dá)到修復(fù)重金屬污染土壤的目的。

近年來，研究人員篩選或研發(fā)出了一大批用于重金屬污染吸附的修復(fù)材料，一方面，為耕地重金屬污染修復(fù)治理提供了技術(shù)支持和產(chǎn)品保障；另一方面，施用重金屬修復(fù)材料以及修復(fù)材料人工或機(jī)械作業(yè)均增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的投入，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身比較效益低，施用單一作用的重金屬修復(fù)材料很難發(fā)動(dòng)農(nóng)民積極投身到耕地重金屬污染修復(fù)治理中來，昂貴的成本也無法進(jìn)行大規(guī)模的推廣應(yīng) 用，耕地重金屬污染造成的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全并沒有得到有效控制，且有進(jìn)一步惡化的趨勢(shì)。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的角度考慮，最佳的土壤修復(fù)技術(shù)是既能夠保持土壤的生態(tài)功能，不破壞甚至提供土壤的肥力，又能夠有效阻控重金屬等污染物進(jìn)入食物鏈。因此，研發(fā)一種集吸附重金屬與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)于一體的修復(fù)材料，同時(shí)提供重金屬吸附劑和作物營(yíng)養(yǎng)元素，將重金屬修復(fù)材料融合于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的施肥中，真正意義上實(shí)現(xiàn)重金屬污染耕地邊生產(chǎn)邊修復(fù)。

生物炭是指以自然界廣泛存在的生物質(zhì)資源(作物秸稈、林果木枝條、動(dòng)物糞便等)為基礎(chǔ)，在缺氧條件下通過熱裂解產(chǎn)生的炭質(zhì)材料。生物炭的含碳量為40％-75％，而且還有少量的礦物質(zhì)和揮發(fā)性有機(jī)化合物，生物炭呈堿性，且不易被環(huán)境微生物分解。另外，生物炭為多孔物質(zhì)，具有極為豐富的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，這些特性賦予了生物炭具有強(qiáng)大的吸附性能，故生物炭具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換性能(大的陽(yáng)離子交換量)，因此，生物炭能夠吸附土壤中的重金屬元素，可有效減緩?fù)寥乐亟饘傥廴尽?/p>