[發(fā)明專利]一種用于調(diào)理鎘污染富硒土壤的組合物及其使用方法、用途

在審

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• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107216226A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 徐志強;李忠惠;梁斌;蔣卉;闞澤忠;黎詩宏
• 申請（專利權(quán)）人: 四川省地質(zhì)調(diào)查院;西南科技大學
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C09K17/08;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 夏艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤污染治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于調(diào)理鎘污染富硒土壤的組合物及其使用方法、用途。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，土壤重金屬污染問題日益嚴重，其主要來源于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運輸?shù)取Ｍ寥乐亟饘傥廴緦θ藗兊纳a(chǎn)和生活影響巨大，不僅因其直接造成糧食減產(chǎn)而帶來經(jīng)濟損失，而且重金屬經(jīng)水、大氣、植物等介質(zhì)或食物鏈傳遞最終危害人體健康。在我國重金屬污染的土壤中，鎘污染的情況相當嚴重。鎘進入人體后，可以引起痛痛病、腎衰竭、損害神經(jīng)系統(tǒng)和致癌；而硒作為人體必需的微量元素，其對鎘的拮抗和解毒作用已被科學研究所證實，相應的富硒食品對人體的保健功能也已為人們普遍認可，所以富硒食品生產(chǎn)所依靠的富硒土壤是寶貴的農(nóng)業(yè)資源。然而，我國有限的富硒土壤同樣存在鎘污染問題，嚴重影響了這些土地的有效利用。

目前，治理土壤重金屬污染的技術(shù)包括工程技術(shù)、物理化學治理技術(shù)、生物修復技術(shù)和農(nóng)業(yè)生態(tài)修復技術(shù)等，具體的實施方法包括客土、電化學修復法、化學淋洗、原位調(diào)理修復、植物修復等等。這些技術(shù)都有各自的優(yōu)點，但是其缺點也制約著其推廣應用，如客土法成本過高，難以應用于大面積污染土壤；電化學修復法多為試驗研究，尚不能進行大規(guī)模的現(xiàn)場修復；化學淋洗法對土壤性質(zhì)會產(chǎn)生較大，且存在二次污染的風險；植物修復技術(shù)效率過低，往往需要數(shù)十年的修復過程。與這些土壤修復方法相比，原位鈍化修復以其操作簡單、成本低、適用于大面積土壤的修復而受到人們的重視，且此法主要通過減低土壤中重金屬的生物有效性以減少植物的吸收量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以實現(xiàn)邊生產(chǎn)邊治理，因此特別適用于人多地少的我國國情。

傳統(tǒng)的原位鈍化修復技術(shù)主要是應用石灰、磷酸鹽等無機化學調(diào)理劑，雖然可以有效降低重金屬的生物有效性，但是對土壤pH、容重、團聚體等理化性質(zhì)影響較大，緩沖性能較差，因此各種有機物也被用于土壤原位修復。生物質(zhì)炭是近些年來備受關(guān)注的土壤修復材料，其生產(chǎn)原料為農(nóng)業(yè)廢棄物、污泥等生物質(zhì)，來源廣泛，且本身具有較大的表面積和豐富的負電荷，并含有碳、氮、硫等多種元素，能夠固定重金屬和增加土壤養(yǎng)分含量。但是，生物質(zhì)炭單獨使用時需要較大的用量才能有效降低重金屬的有效性，這增加了土壤修復的成本和工作量，使其應用于大面積污染土壤的治理受到了一定限制。

因此，亟待開發(fā)高效、廉價、對耕地質(zhì)量影響小的土壤調(diào)理劑對鎘污染的富硒土壤進行治理，保證農(nóng)作物的安全，同時生產(chǎn)符合國家標準的富硒農(nóng)產(chǎn)品，實現(xiàn)富硒土壤的有效利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種成本低廉，環(huán)境友好，可實際應用于鎘污染富硒土壤調(diào)理的組合物及其使用方法，并用于生產(chǎn)天然富硒大米。通過本發(fā)明可以利用農(nóng)業(yè)廢棄物桑枝等生產(chǎn)的生物質(zhì)炭、膨潤土和鈣鎂磷肥有效地控制土壤中鎘的活性，降低水稻中鎘的含量，同時保持大米中的硒含量。

一種用于調(diào)理鎘污染富硒土壤的組合物，所述組合物由以下成份構(gòu)成：

生物質(zhì)炭；

膨潤土；

鈣鎂磷肥。

進一步地，如上所述的組合物，所述生物質(zhì)炭由收集的農(nóng)業(yè)廢棄物，粗篩去除泥土和沙礫、烘干并粗粉碎后，在400-600℃無氧條件下熱解1-2h生成的，其炭含量約為55-65％。所述生物質(zhì)炭的生產(chǎn)原料為木質(zhì)素含量較高的農(nóng)業(yè)廢棄物，如桑枝、木屑、薪柴等。

如果生物質(zhì)炭的熱解溫度低于400℃，熱解生成的產(chǎn)物比表面積較小，對污染物吸附能力較弱；溫度高于600℃，生物質(zhì)炭的產(chǎn)率會明顯下降，且其中多環(huán)芳烴的含量會升高。熱解時間控制在1-2小時左右即可，時間過長其產(chǎn)率也會下降。按著以上方法生產(chǎn)，均衡了生物質(zhì)炭性能與成本。

進一步地，如上所述的組合物，所述鈣鎂磷肥其有效成分的質(zhì)量百分比含量為：P₂O₅含量15-18％，CaO含量30-50％，水溶性SiO₂含量25-30％，MgO含量5-15％。

進一步地，如上所述的組合物，其中各成分的質(zhì)量百分比含量為：

生物質(zhì)炭60-90％；

膨潤土5-35％；

鈣鎂磷肥0.5-5％。

進一步地，如上所述的組合物，其中所述組分是通過將各成份按比例進行充分混勻后粉碎得到的。

進一步地，如上所述的組合物，其中各成份的細度為100目。

如上所述的組合物的使用方法，包括：按土壤干重0.25％-2％的比例施入土壤，充分混勻。