[發明專利]腐殖酸作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用

有效

• 申請號: 202110080349.0
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112745856B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（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: C09K17/32
• 分類號: C09K17/32;C09K17/16;C05F11/02;C05G3/80;C05G5/12;C09K109/00;C09K101/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 瞿曉晶

本發明提供了腐殖酸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。在本發明中，所述腐殖酸含胡敏酸和富里酸等小分子有機酸，可降低弱堿性土壤pH值，避免土壤堿性過強；所述腐殖酸可促進弱堿性土壤中Cd由活性高的提取態向殘渣態轉化；而且，腐殖酸為有機肥料，能夠為作物生長提供所需的營養，提高土壤肥力。本發明將腐殖酸作為修復材料應用于弱堿性土壤，不僅能夠有效降低弱堿性土壤重金屬Cd的生物有效性，而且能夠提高土壤肥力。進一步地，腐殖酸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Cd生物有效態，具有較好的土壤Cd活性鈍化效果及經濟效益。

技術領域

本發明涉及土壤重金屬污染防治技術領域，特別涉及腐殖酸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嚴重，其中首要污染物為重金屬Cd(Cd)。Cd是生物體非必需元素，由于其具有高遷移性、高毒害性、高積累性和難消除性，被視為生物毒性最強的重金屬。

對于大面積重金屬污染的土壤，尤其是中、輕度污染的土壤，原位化學鈍化修復技術具有實施簡單，成本低廉以及治理速度快的優點。對于土壤Cd污染的原位固定鈍化修復，目前使用較為廣泛的鈍化修復材料有石灰、羥基磷灰石等。但是，這些修復材料通常用于修復酸性土壤Cd污染，其作用以提升土壤pH值為主，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。而對于弱堿性土壤(pH值為7.1～7.5)，土壤本底pH值相對較高，若添加磷石灰或石灰這些堿性材料，往往會使土壤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，目前針對Cd污染的弱堿性土壤，幾乎沒有長期有效的對土壤Cd活性進行鈍化/穩定化的固定方法。此外，這些鈍化修復材料往往會使土壤肥力有所降低。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供腐殖酸作為修復材料在降低弱堿性土壤Cd生物有效性中的應用。本發明將腐殖酸作為修復材料應用于弱堿性土壤，不僅能夠有效降低弱堿性土壤重金屬Cd的生物有效性，而且能夠提高土壤肥力，也不會使土壤過于堿性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了腐殖酸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。

優選地，所述腐殖酸為粉末狀，粒徑小于50μm。

優選地，所述腐殖酸中C元素質量含量為31～36％、O元素質量含量為40％～45％，所述腐殖酸中O元素與C元素的摩爾比為(0.8～1.1)：1。

優選地，所述腐殖酸的制備方法包括以下步驟：

將泥炭、褐煤或風化煤進行腐殖酸提取，得到腐殖酸水溶液；

將所述腐殖酸水溶液進行超濾，得到分子量10kDa的溶液；

將分子量10kDa的溶液依次進行濃縮和干燥，得到所述腐殖酸。

優選地，所述應用的方法包括以下步驟：

將所述腐殖酸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，使腐殖酸和耕作層土壤混勻。

優選地，所述耕作層為深0～20cm范圍內的弱堿性土壤表層。

優選地，所述腐殖酸的施用量為耕作層土壤質量干重的0.15～0.4％。

優選地，所述腐殖酸的施用量為耕作層土壤質量干重的0.2％。

優選地，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％。

優選地，所述平衡的時間為4～6天。