[發明專利]一種修復鎘銅污染土壤的鈍化材料及其聯合農藝措施的修復方法

有效

• 申請號: 201910196786.1
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110157442B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 周靜;梁家妮;張娜;祝振球;華進城
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C05G3/80;B09C1/08;A01B79/02;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種修復鎘銅污染土壤的鈍化材料及其聯合農藝措施的修復方法。該鈍化材料pH 10~13，粒徑1~3 mm，由生物質電廠灰、石灰、磷灰石和有機肥配制而成；其中各材料的質量百分比為：生物質電廠灰60％、石灰20％、磷灰石10％和有機肥10％；其聯合農藝措施包括鈍化材料施用劑量、植物種植時間、密度、耕種方式、土壤水分控制。該鈍化材料及其聯合修復方法能有效促進土壤重金屬Cd、Cu從可利用態向潛在可利用態或不可利用態轉化，在穩定/固化重金屬Cd、Cu的同時，促進植物生長和生物量積累，提高土地生產力和經濟效益；其材料來源廣泛、價格低廉，聯合修復方法簡單、易行，修復高效、穩定，因此本發明具有很高的經濟效益、生態效益以及修復應用和推廣價值。

技術領域

本發明屬于重金屬污染土壤修復技術領域，具體涉及一種修復鎘銅污染土壤的鈍化材料及其聯合農藝措施的修復方法。

背景技術

在中國長江以南的大部分地區，受氣候環境變化影響，如溫度、酸雨和強降雨量，土壤呈酸性(pH多在5.6以下)，主要表現為土壤中鹽基高度不飽和，鐵鋁氧化物明顯積聚，而且還存在有機質缺乏，氮、磷、鉀供應不足，有效態鈣、鎂含量較少等問題，限制土壤生產力。此外，在江西省貴溪市，銅冶煉廠的生產導致周邊及下游地區土壤嚴重遭受重金屬污染。污染物以重金屬銅和鎘為主，土壤表層銅含量高達102～2300mg kg^-1，鎘含量為0.39～6.87mgkg^-1。按我國土壤環境質量標準(GB 15618-1995)二級標準，這些地區的大部分土壤屬于中、重度鎘銅污染，導致植物無法生長，農田被迫廢棄。因此，該地區鎘銅污染土壤修復和改良問題亟待解決。

重金屬污染土壤的改良材料主要包括石灰性物質、磷酸鹽類、無機礦物質和有機物料。傳統的酸性土壤改良的方法是運用石灰或石灰石粉，提高土壤pH，降低有效態重金屬含量。然而，大量或長期施用石灰不但會造成土壤板結，也會使土壤復酸化程度加強，引起土壤鈣、鉀、鎂3種元素的平衡失調。相反，生物質電廠灰作為堿性材料，已被用作酸性土壤調理劑。在調理土壤酸度的同時，還能增加土壤硅、鉀、鋅的含量，緩解土壤板結。生物質電廠灰是指農業生產中產生的秸稈、谷殼等廢棄物，通過燃燒將化學能轉化為熱能后殘留的灰燼。CN 103497771 A和CN 102424639 B僅涉及以生物質電廠灰為主要原材料的土壤調理劑，但未涉及重金屬污染土壤修復問題。CN 102329620 B將生物質電廠灰用于重金屬污染酸性土壤的修復，但生物質電廠灰的比例僅占10～20％，而且僅將不同材料過篩混合制得，能否達到克服粉狀材料難以撒施的困難值得令人懷疑。CN 104690087 A也存在相似問題。同時，以上發明僅描述了鈍化材料的制備或使用方法，但缺少植物修復過程中的農藝調控技術。土壤水分條件、施肥種類和數量、栽培植物種類、栽培方式以及耕作制度等農藝措施，對調控或提高化學鈍化效果和植物修復效率具有重要作用。然而，到目前為止很少有研究涉及農藝調控措施對土壤修復的影響，而有關“化學鈍化+植物修復+農藝調控”新模式的聯合修復技術也未見報道。

發明內容

解決的技術問題：本發明提供一種修復鎘銅污染土壤的鈍化材料及其聯合農藝措施的修復方法，以形成“化學鈍化+植物修復+農藝調控”新模式的聯合修復技術和理念。該鈍化材料以綠色廉價的生物質電廠灰為主要材料，與石灰、磷灰石和有機肥混合均勻，造粒生產，并結合合理的施用劑量、栽培方式、植物種植時間、密度以及土壤水分控制等農藝措施修復污染土壤。該聯合修復方法能促進土壤重金屬鎘和銅從可利用態向潛在可利用態和不可利用態轉化，有效鈍化重金屬鎘銅，改善土壤性質(土壤pH和營養元素)，有利于植物生長，從而達到廉價、高效、穩定的原位修復重金屬鎘銅污染土壤的目的。

技術方案：一種修復鎘銅污染土壤的鈍化材料，各材料的質量百分比為：生物質電廠灰60％、石灰20％、磷灰石10％和有機肥10％，pH 10～13，粒徑≤3mm。

上述修復鎘銅污染土壤的鈍化材料，含有機質、磷、鈣和硅，其質量百分比為有機質14％、P₂O₅ 4％、CaO 7％和SiO₂ 13％。