一种改良重金属污染农田土壤的调理剂及制备方法.pdf

本发明属于农业环境保育与修复技术领域，具体公开了一种改良重金属污染农田土壤的调理剂及制备方法。本发明将处理好的原料生石灰、沸石、海泡石和钙镁磷肥按比例混合均匀，即得产品。本发明的调理剂配方合理，方法易行，操作简单，兼具修复土壤重金属污染和调控土壤酸碱度等多种功能，使污染农田中的有效态镉、铅分别下降了22.4%-31.4%、26.3%-43.5%，同时亦使水稻中的镉、铅含量分别下降了33.2%-38.9%、29.4%-44.6%，土壤pH提高了0.16-0.27，水稻产量提高了3.6%-6.3%。适用于各种被重金属污染和土壤酸化严重的农田土壤。

1.  一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于，它由重量百分比如下的四种原料制成：
  原  料         重量百分比（%）
                  生石灰          40-60，
                      钙镁磷肥        10-30，
                      沸  石          5-25，
                  海泡石          5-20。

2.      根据权利要求1所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于，它由重量百分比如下的四种原料制成：
     原  料         重量百分比（%）
                        生石灰          45-55，
                        钙镁磷肥        15-30，             
                        沸  石          10-20，
                    海泡石          10-20。

3.  根据权利要求1所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于，它由重量百分比如下的四种原料制成：
     原  料         重量百分比（%）
                    生石灰          50，
                        钙镁磷肥        30，
                        沸  石          10，
                    海泡石          10。

4.  根据权利要求1或2或3所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于：所述生石灰为将石灰石原矿煅烧粉碎后过60-140目筛的粉末。

5.  根据权利要求1或2或3所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于：所述钙镁磷肥，是一种含有磷酸根的碱性肥料，P₂O₅含量≥12%。

6.  根据权利要求1或2或3所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于：所述沸石为将沸石原矿风干粉碎后过60-140目筛的粉末。

7.  根据权利要求1或2或3所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂，其特征在于：所述海泡石为将海泡石原矿风干粉碎后过60-140目筛的粉末。

8.      一种权利要求1-7中任一所述的改良重金属污染农田土壤的调理剂的制备方法，其步骤如下：
将原料生石灰、钙镁磷肥、沸石和海泡石按比例混合均匀。

一种改良重金属污染农田土壤的调理剂及制备方法
技术领域
本发明涉及农业环境保育与修复技术领域，具体涉及一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，同时还涉及一种上述改良重金属污染农田土壤的调理剂的制备方法，所述调理剂适用于各种被重金属污染和土壤酸化严重的农田土壤。
背景技术
随着现代科技和经济的迅猛发展，工业“三废”的排放、污水灌溉、污泥农用、农药和化肥的长期不合理施用，造成农田土壤重金属污染，并成为一个被广泛关注的难题。土壤中的重金属可通过植物吸收进入食物链，进而对人体健康构成严重威胁。据全国土壤污染调查公报显示，我国土壤总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。我国耕地土壤点位超标率为19.4％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7％、2.8％、1.8％和1.1％，主要污染物为镉、镍、铜、铅等重金属。这已严重影响到耕地质量、食品安全乃至人类的身体健康和社会的稳定。
目前，重金属污染土壤的修复技术主要包括：(1)工程修复，如客土、换土和深耕翻土等，此方法工程量大，投资费用高，不适合大面积污染土壤的治理；(2)物理修复，如电动修复和电热修复，对污染重、面积小的土壤修复效果明显，但容易导致土壤结构破坏和肥力下降，不适于农田土壤的修复；(3)生物修复，如微生物修复和植物修复，其中微生物修复技术还局限于科研和实验室水平，应用实例不多，而植物修复周期长，且影响农事劳作，故难以在农田土壤重金属污染中大面积使用；(4)化学修复，如化学淋洗、化学钝化等。化学钝化修复是向土壤中加入调理剂改变土壤的物理、化学性质，借助其对重金属的吸附、沉淀、离子交换、络合等作用，改变重金属在土壤中的存在状态，降低其生物活性。化学钝化修复技术以其成本低廉、修复快速、操作简单等优点受到重视，适于大面积重金属污染土壤的修复。
常用的化学钝化修复技术的调理剂包括碱性材料、含磷材料、富含铁锰氧化物的矿物及有机物料等。但常用的调理剂具有各自的局限性，如长期施用含磷材料可使土壤呈强碱性并诱发水体富营养化；富含铁锰氧化物的矿物由于成本相对较高，同时存在Fe、Mn对作物毒害风险；有机物料在刚施入到土壤时可以降低 重金属的有效性，但随着有机物的矿化分解，有可能导致被吸附的重金属离子重新释放。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是在于提供了一种改良重金属污染农田土壤的调理剂。它由生石灰、钙镁磷肥、沸石、海泡石四种原料按一定比例制成，该调理剂是通过改变土壤pH、增加土壤吸附位点、离子拮抗等途径降低重金属生物有效性。可广泛应用于各种被重金属污染的农田土壤，尤其是南方酸性农田土壤。
本发明的调理剂综合了各种常用调理剂的优点，富含多种修复因子，具有快速且持续稳定的显著修复效果，调理剂的原料来源广泛，成本低廉，环境友好，无二次污染，易于大面积推广。
本发明的另一个目的是在于提供了一种改良重金属污染农田土壤的调理剂的制备方法，操作简单，方法易行。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术措施：
一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，它由重量百分比如下的四种原料制成：

一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，它由重量百分比如下的四种原料制成(优选范围)：

一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，它由重量百分比如下的四种原料制成(最佳方案)：

所述生石灰为将石灰石原矿煅烧粉碎后过60-140目筛的粉末；
所述钙镁磷肥，是一种含有磷酸根的碱性肥料，P₂O₅含量≥12％；
所述沸石为将沸石原矿风干粉碎后过60-140目筛的粉末；
所述海泡石为将海泡石原矿风干粉碎后过60-140目筛的粉末；
一种改良重金属污染农田土壤的调理剂的制备方法，其包括如下步骤：
A.原料生石灰制备：选用石灰石原矿，煅烧粉碎后过60-140目筛，备用。
B.原料沸石制备：选用沸石原矿，风干粉碎后过60-140目筛，备用。
C.原料海泡石制备：选用海泡石原矿，风干粉碎后过60-140目筛，备用。
D.将步骤A、B、C制备的原料与钙镁磷肥按比例混合均匀，得到本发明的一种改良重金属污染农田土壤的调理剂。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
A.本发明的主要特征是合理配置了可调节土壤pH、增加土壤吸附位点、形成离子拮抗作用的原料，使产品可从多角度降低土壤重金属生物有效性。中试试验与示范推广结果表明：施用本产品后，农产品中的镉、铅等重金属含量均符合《食品安全国家标准》。
B.本发明不仅具有原位钝化土壤金属的功能，而且还能较大幅度地提高土壤pH值、促进土壤团粒结构形成、增强土壤的通透性，兼具修复酸化土壤、改善土壤耕地质量、提高作物产量等功能，适用于各种成土母质发育的土壤，是一种广谱型、多功能的环保产品。
C.本发明的原料来源广泛，制备方法简单、易行，使用方便，推广应用前景广阔。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述，但并非是对本发明权利要求书请求保护范围的限制，凡依照本发明公开内容所作的任何本领域的等同替 换，均属于本发明的保护范围。
以下实施例1-10中，原料生石灰均由石灰石原矿煅烧粉碎后过80目筛制备而成，该原料生石灰由湖南省湘潭县某石灰厂提供，其中CaO的质量百分比含量≥80％，MgO≤5％，镉含量≤5mg/kg。
以下实施例1-10中，原料沸石为斜发沸石原矿风干粉碎后过80目筛制备而成，该原料由湖南省宁乡县某矿石粉厂提供。其吸氨量mmol/100g≥100，H₂O≤10％，镉含量≤5mg/kg。
以下实施例1-10中，原料海泡石为沉积型海泡石原矿风干粉碎后过80目筛制备而成；该原料由湖南省宁乡县某矿石粉厂提供。其海泡石质量百分比含量≥50％，H₂O≤10％，镉含量≤5mg/kg。
以下实施例1-10中，原料钙镁磷肥为一种含有磷酸根的碱性肥料，由湖南省常德市某磷肥厂提供，P₂O₅含量≥12％，其品质符合GB20412-2006合格品的标准。
实施例1：一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，它由重量百分比如下的四种原料制成：

一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，其步骤是：将原料生石灰、钙镁磷肥、沸石和海泡石按比例混合均匀，即得产品，其为一种降低农田重金属污染的农田土壤调理剂。
实施例2-实施例10：一种改良重金属污染农田土壤的调理剂，它由重量百分比如下的四种原料制成：