[發(fā)明專利]二氧化錳作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用

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• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112920802A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 周靜;夏睿智;梁家妮;張晨;周俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: C09K17/02
• 分類號: C09K17/02;B09C1/08;C09K109/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 瞿曉晶

本發(fā)明提供了二氧化錳作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用，涉及土壤重金屬污染防治技術領域。本發(fā)明將二氧化錳作為修復材料應用于弱堿性土壤，能夠有效降低弱堿性土壤重金屬Cd的生物有效性，且能夠避免弱堿性土壤堿性過強，具有長期穩(wěn)定性；并且，二氧化錳容易獲得，為現(xiàn)有工廠可大量生產(chǎn)的商品，具有市場推廣價值。進一步地，二氧化錳作為修復材料時的施用量為0.15～0.4wt％，較低的施用量即可有效降低弱堿性土壤中的重金屬有效態(tài)含量，具有較好的經(jīng)濟效益及應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及土壤重金屬污染防治技術領域，特別涉及二氧化錳作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用。

背景技術

近些年我國耕地土壤重金屬污染越發(fā)嚴重，其中首要污染物為重金屬Cd。Cd具有較強的毒性，是影響人類健康的主要重金屬之一。弱堿性土壤主要分布于我國北方，其主要種植作物小麥是世界上最重要的糧食作物之一，土壤中的Cd易被小麥吸收并富集于植株內(nèi)，其中小麥籽粒中累積的Cd可以通過食物鏈進入人體，對人體健康造成嚴重危害。因此，弱堿性土壤中Cd污染的修復是亟待解決的難題。

目前治理土壤重金屬污染的方法較多，包括化學淋洗、植物修復和化學鈍化等。其中，化學鈍化主要是通過降低土壤重金屬活性來治理重金屬污染，該技術效果好且周期短，操作簡單易行，是一種廉價且環(huán)保的治理方法。對于南方酸性土壤的化學鈍化修復技術較為成熟，施用的鈍化修復材料主要是以提升土壤pH為主，通過升高土壤pH值降低重金屬活性進而降低重金屬的生物有效性，使用較為廣泛的鈍化修復材料有石灰、羥基磷灰石、草木灰等。而北方弱堿性土壤pH值較高，若添加磷石灰、石灰或草木灰這些堿性材料，由于這類材料對于土壤pH值的提升幅度大，會使得土壤pH值增加至7.5以上，由此導致土壤堿性過強，增加土壤板結、土壤鹽漬化的風險。目前幾乎沒有針對Cd污染的弱堿性耕地土壤長期有效的修復方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供二氧化錳作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用。本發(fā)明將二氧化錳作為修復材料應用于弱堿性土壤，能夠有效降低弱堿性土壤重金屬Cd的生物有效性，且能夠避免弱堿性土壤堿性過強，控制土壤pH值在7.5以下，并具有長期穩(wěn)定性。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供了二氧化錳作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用；所述弱堿性土壤的pH值為7.1～7.5。

優(yōu)選地，所述弱堿性土壤的pH值為7.1～7.2。

優(yōu)選地，所述二氧化錳的純度大于90％；所述二氧化錳中Pb的質(zhì)量含量小于0.005％、Fe的質(zhì)量含量小于0.02％；所述二氧化錳的粒徑小于等于50μm。

優(yōu)選地，所述應用的方法包括以下步驟：

將所述二氧化錳施用在弱堿性土壤的耕作層中；

所述施用后對耕作層土壤澆水灌溉，然后進行平衡，使二氧化錳和耕作層土壤混勻。

優(yōu)選地，所述耕作層為深0～20cm范圍內(nèi)的弱堿性土壤表層。

優(yōu)選地，所述二氧化錳的施用量為耕作層土壤質(zhì)量干重的0.15～0.4％。

優(yōu)選地，所述二氧化錳的施用量為耕作層土壤質(zhì)量干重的0.2％。

優(yōu)選地，所述澆水灌溉使耕作層土壤的水分含量保持不低于耕作層土壤飽和持水量的30％。

優(yōu)選地，所述平衡的時間為4～6天。