[發(fā)明專(zhuān)利]一種修復(fù)酸性稻田土壤鎘砷復(fù)合污染的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011539809.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112845564B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚愛(ài)軍;仇榮亮;劉穎;湯葉濤;王詩(shī)忠;晁元卿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B09C1/08
• 分類(lèi)號(hào): B09C1/08
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明提供一種修復(fù)酸性稻田土壤鎘砷復(fù)合污染的方法。本發(fā)明的修復(fù)酸性稻田土壤鎘砷復(fù)合污染的方法，通過(guò)聯(lián)合施用足量鈣基pH調(diào)節(jié)劑和適量可溶性硫化物，達(dá)到緩解Cd、As對(duì)水稻的毒害，顯著提高作物產(chǎn)量和降低籽粒Cd、As含量的效果，使土壤中有效態(tài)Cd含量的降低率可達(dá)到38.6～50.0％，土壤中有效態(tài)As含量的降低率可達(dá)59.4％?78.0％，水稻糙米中Cd含量降低率可達(dá)56.8％?61.5％，水稻糙米中As含量的降低率可達(dá)41.9％?45.9％。該方法成本低、高效且使用簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種修復(fù)酸性稻田土壤鎘砷復(fù)合污染的方法。

背景技術(shù)

據(jù)環(huán)保部、國(guó)土部2014年發(fā)表的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，我國(guó)耕地重金屬點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到19.4％，其中鎘(Cd)點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到7.0％，砷(As)超標(biāo)率達(dá)到2.7％，在污染元素中排第一和第三位。由于金屬礦山開(kāi)采、工業(yè)廢棄物排放、含Cd/As農(nóng)藥、化肥及有機(jī)肥的大量施用導(dǎo)致南方地區(qū)大量稻田存在Cd、As復(fù)合污染。與其它元素相比，Cd、As是活性較高容易被水稻吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒的元素。

水稻是我國(guó)主要糧食作物，即使長(zhǎng)期低劑量攝入Cd、As也會(huì)造成健康風(fēng)險(xiǎn)。由于Cd、As影響范圍廣，生物、生態(tài)毒性強(qiáng)，控制稻田Cd、As活性及水稻吸收是關(guān)系人群健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大環(huán)境與食品安全問(wèn)題。

稻田Cd、As復(fù)合污染的修復(fù)是環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)難題。Cd、As化學(xué)性質(zhì)迥異，高pH有利于穩(wěn)定Cd但會(huì)增加As的溶解性。淹水導(dǎo)致的較低的氧化還原電位(Eh)有助于降低Cd的植物吸收，因?yàn)镃d²⁺容易形成溶解度低的CdS沉淀，但As的毒性會(huì)加劇，因?yàn)锳s(V)被還原成毒性和活性更高的As(III)。通過(guò)調(diào)節(jié)pH和Eh無(wú)法同時(shí)調(diào)控Cd、As活性，這給稻田Cd、As復(fù)合污染的修復(fù)與水稻安全生產(chǎn)帶來(lái)困難與挑戰(zhàn)。

當(dāng)前土壤Cd、As復(fù)合污染治理的技術(shù)手段較為缺乏。目前主要的治理手段有：1)石灰質(zhì)材料：采用石灰質(zhì)等材料提高土壤pH值來(lái)降低Cd的活性，如中國(guó)專(zhuān)利CN111944538A(公開(kāi)日為2020年11月17日)公開(kāi)了一種修復(fù)土壤鎘、鉛、砷復(fù)合污染的穩(wěn)定劑，包括重質(zhì)碳酸鈣、凹凸棒土、腐殖酸原粉、改性生物炭，能夠長(zhǎng)期保證土壤中鎘、鉛、砷的穩(wěn)定性，防治重金屬鎘、鉛、砷再次釋放出來(lái)；但是這一類(lèi)方法對(duì)As活性的影響存在爭(zhēng)議，有研究認(rèn)為可以通過(guò)形成砷酸鈣降低As活性(Wang Y.X.and Reardon E.J.2001.A siderite/limestonereactor to remove arsenic and cadmium from wastewaters.AppliedGeochemistry.16(9-10):1241-1249.)，但也有研究認(rèn)為提高土壤pH值反而加劇了As的活度(Tica D.,Udovic M.,Lestan D.,Immobilization of potentially toxic metalsusing different soil amendments.Chemosphere,2011,85:577-583.)，提高了農(nóng)作物對(duì)As吸收；2)鐵基等復(fù)合材料：這一類(lèi)方法雖然對(duì)Cd、As起到了較好的固定作用，但是在還原條件下，鐵礦物溶解易造成Cd、As再釋放，無(wú)法實(shí)現(xiàn)土壤Cd、As長(zhǎng)期穩(wěn)定化修復(fù)的效果；3)錳基材料：如中國(guó)專(zhuān)利CN111282985A(公開(kāi)日為2020年06月16日)公開(kāi)了一種多功能錳基材料治理土壤鎘砷復(fù)合污染的方法，具體為將高錳酸鹽負(fù)載于沸石礦物得到錳基材料，錳基材料與石灰石復(fù)配得到多功能錳基材料，用于治理土壤鎘砷復(fù)合污染，該方法利用高錳酸鹽氧化還原態(tài)As(III)降低其毒性，以及利用Mn²⁺離子提高水稻等農(nóng)作物對(duì)鎘的拮抗作用，顯著降低水稻等農(nóng)作物對(duì)鎘的吸收及鎘對(duì)水稻的毒害作用；但該法高錳酸鹽可能會(huì)使稻田CdS氧化造成Cd活性提高，此法仍無(wú)法避免還原條件下錳基礦物溶解造成Cd、As釋放的問(wèn)題；此外，該方法工藝較復(fù)雜，成本較高。

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，需要開(kāi)發(fā)一種修復(fù)穩(wěn)定、成本低、使用簡(jiǎn)單且高效的修復(fù)土壤鎘砷復(fù)合污染的方法。

發(fā)明內(nèi)容