CN105884558A - 一种土壤重金属污染生态活化调理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，是由氧化钙40-60份、腐殖酸15-27份、禽畜粪便20-30份、微量元素1-3份、脱落酸0.5-1.5份、生物菌0.5-1.5份按重量份混合腐熟发酵、造粒制成。施用本发明的土壤重金属污染生态活化调理剂，具有有效调节土壤PH值、大幅增加土壤中的有机质、补充土壤中的脱落酸和微量元素、有效活化土壤、对受重金属污染土壤施用后修复作用明显等优点，该发明产品既可用作我国南方水田耕地土壤重金属污染修复和生态改良，也可用作南方旱土耕地土壤重金属污染修复和生态改良。本发明还公开了一种土壤重金属污染生态活化调理剂的制备方法。

Description

一种土壤重金属污染生态活化调理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及耕地修复技术领域，特别是一种土壤重金属污染生态活化调理剂及其制备方法。

背景技术

2014年4月，环保部和国土资源部联合发布了全国首次土壤污染状况调查公报，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧。在不同土地利用类型土壤中，耕地土壤点位超标率最高，为19.4％。其中，重金属污染物主要为汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍，严重污染了农业耕地和农产品，造成这些地方的农产品重金属残留量超标，并导致这些地方的土壤板结、地力下降、病虫害猖獗、农产品产量和品质下降，严重制约了我国农业可持续发展。如何修复土壤重金属污染，从而保证农业可持续发展，是当前农业界和环保界共同关注的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种土壤重金属污染生态活化调理剂，施用后可有效降低土壤中重金属的活性，使生产出的农产品重金属含量大幅降低，达到国家规定标准。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种土壤重金属污染生态活化调理剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种土壤重金属污染生态活化调理剂，是由下列重量份的原料配制而成：

氧化钙 40-60 腐殖酸 15-27

禽畜粪便 20-30 微量元素 1-3

脱落酸 0.5-1.5 生物菌 0.5-1.5

所述的微量元素为：铁、锰、锌、硅中的一种、二种、多种或全部，其各元素之间的重量配比可为等额，也可为其它比例；

所述的微生物包括：固氮菌、解磷菌、解钾菌、芽孢杆菌、放线菌5406、酵母菌中的一种或二种或多种或全部。

其优化的技术方案一是由下列重量份的原料配制而成：

氧化钙 50 腐殖酸 21

禽畜粪便 25 微量元素 2

脱落酸 1 生物菌 1

其优化的技术方案二是由下列重量份的原料配制而成：

氧化钙 60 腐殖酸 15

禽畜粪便 20 微量元素 3

脱落酸 1.5 生物菌 0.5

其优化的技术方案三是由下列重量份的原料配制而成：

氧化钙 40 腐殖酸 27

禽畜粪便 30 微量元素 1

脱落酸 0.5 生物菌 1.5

与此同时，还提供一种制备上述土壤重金属污染生态活化调理剂的方法，其制备过程如下：

首先，粉碎氧化钙，过100目筛，备用；

其次，按重量份取氧化钙粉与腐殖酸、禽畜粪便、微量元素、脱落酸、生物菌原料按比例科学配伍，混合均匀，置于发酵罐内进行快熟发酵，腐熟成生态活化调理剂原料组合，备用；

第三，将生态活化调理剂原料组合烘干、粉碎、筛分，粒度小于0.18mm，备用；

第四，按照常规挤压法颗粒有机肥生产方法，进行造粒，然后包装即成。

本发明的有益效果是：

本发明的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，以腐熟后的氧化钙、腐殖酸、禽畜粪便、微量元素、脱落酸、生物菌为原料，经过腐熟发酵、造粒制成。产品可有效修复受重金属污染的土壤、降低土壤中重金属的活性，抑制农作物对重金属的吸收。

土壤中重金属的活性明显受溶液酸度的影响，pH越高，其活性越弱。因此，在受重金属污染的土壤中施用石灰性物质，如氢氧化钙、碳酸钙、硅酸钙等来提高土壤pH，即可有效地降低重金属的有效性。石灰、硼泥、硫酸锌、过磷酸钙、氮肥5种重金属土改良剂中，以石灰效果最好。酸性土壤施用石灰对水稻吸收重金属有一定抑制作用，抑制效果随石灰施用量增加而增大。在重金属污染的土壤上施用石灰，一般每公顷土壤施用500kg，使土壤中重金属有效态重金属含量降低15％左右，使水稻、小麦籽粒、玉米籽实和白菜中重金属含量分别下降55.9％、50％、21％和43％。因此，在重金属污染土壤上施用石灰来提高土壤的pH值是降低水稻重金属吸收的有效措施之一。

腐殖酸和禽畜粪便发酵而成有机肥，向重金属污染的土壤中施入有机肥，一方面能提高土壤肥力，改良土壤性状，另一方面又可较好地减轻重金属的生物有效性。由于有机肥中大量官能团的存在和具有较大的比表面积，可促进土壤中重金属离子与其形成重金属有机络合物，增加土壤对重金属的吸附能力，提高土壤对重金属的缓冲性，从而减少水稻对其吸收，阻碍它进入食物链。因此，在重金属污染土壤中施加有机肥是一种十分有效的治理方法。

作物对重金属和铁、锌等微量元素的吸收存在部分共同的途径。当土壤中某种重金属含量较高、对土壤污染较为严重时，可利用另一种对作物危害较轻、且浓度低时对作物生长有利的微量元素拮抗它。增施铁肥能显著降低水稻植株和稻米中的重金属含量和积累量。锰可有效控制稻米的重金属积累。由于重金属和锌通常是伴随而生的，是同周期元素，具有相似的化学性质和地球化学行为，因而锌具有拮抗重金属被植物吸收的特性。硅抑制重金属的毒害作用是由于硅能显著增加土壤对重金属的吸附量，同时硅能抑制重金属进入水稻植株，使其在水稻根、叶片、叶鞘的分布及积累减少，同时硅抑制重金属对水稻植株生理生化代谢的毒害。因此，在重金属污染水稻土上使用微肥(铁、锌、锰、硅肥等)，是降低水稻重金属毒害及稻米含量的有效措施之一。

脱落酸(ABA)是一种广泛存在于植物体的内源激素，可以促进叶、花、果脱落，种子休眠，气孔关闭，叶片衰老，但是在逆境条件下，ABA又能显著促进植物的生长和发育。因此，外施适量ABA能在一定程度上缓解盐干旱、冷害等逆境胁迫，降低植株的蒸腾强度，减少重金属与小分子有机质形成络合物随蒸腾流大量向地上部上输送并累积。

生物菌对多种重金属离子均具有较高的吸附能力，不仅能够吸附重金属污染物，而且能够提高土壤肥力，改善土壤生境，为微生物的生长繁殖提供营养物质和栖息场所，微生物与有机肥可协同固定土壤重金属污染，实现了对土壤重金属的原位修复，为农业生产废弃物的就地取材、二次利用，及生物强化技术修复土壤重金属复合污染提供了一个新的途径。

本发明的一种土壤重金属污染生态活化调理剂与现有的土壤重金属钝化剂相比，具有以下优势：

一是有效调节土壤PH值。我国南方部分土壤存在不同程度的酸化，本发明采用了大量的氧化钙，可有效调节土壤中的PH值。

二是可大幅增加土壤中的有机质。我国耕地受多年大量使用化肥的影响，土壤中有机质的含量逐年下降，是导致土壤板结、土壤中重金属含量提高、农产品产量和品质下降的重要原因。本发明采用了大量的腐殖酸和禽畜粪便，有效增加了土壤中的有机质含量，对改善土壤理化性质、培肥地力、提高农产品质量安全、抑制农作物对重金属的吸收有良好的作用。

三是补充土壤中的脱落酸和微量元素。本发明添加了一定量的脱落酸和微量元素，能有效降低土壤中重金属的活性，减少作物对重金属的吸收，使本发明产品净化和修复土壤性能得到进一步提升。

四是能有效活化土壤。本发明添加了一定量的生物菌，生物菌是良好的土壤重金属钝化剂，能有效降低土壤中的重金属活性，并吸附重金属污染物，活化土壤，大幅减少土壤对重金属的吸附，增强土壤抗逆能力。

五是对受重金属污染的土壤施用后修复作用明显。本发明的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，对受重金属污染的土壤修复作用十分显著，2014年在湖南省永州市东安县、冷水滩区等地试验表明，使用本发明的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，土壤PH值由酸性调为中性，土壤中有机质含量显著增加，重金属含量明显降低，农产品重金属含量大幅降低，农产品质量安全水平明显提高。水稻、玉米、柑橘、蔬菜等农产品中的重金属含量均达到国家规定标准，质量安全水平普遍达到绿色食品要求。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。

实施例一：

首先，粉碎氧化钙，过100目筛，备用；

其次，按重量份取氧化钙粉50份与腐殖酸21份、禽畜粪便25份、微量元素2份、脱落酸1份、生物菌1份原料按比例科学配伍，混合均匀，置于发酵罐内进行快熟发酵，腐熟成生态活化调理剂原料组合，备用；

第三，将生态活化调理剂原料组合烘干、粉碎、筛分，粒度小于0.18mm，备用；

第四，按照常规挤压法颗粒有机肥生产方法，进行造粒，然后包装即成。

耕地施用普通土壤重金属钝化剂与施用本实施例1

土壤重金属污染生态活化调理剂效果对比表

实施例二：

首先，粉碎氧化钙，过100目筛，备用；

其次，按重量份取氧化钙粉60份与腐殖酸15份、禽畜粪便20份、微量元素3份、脱落酸1.5份、生物菌0.5份原料按比例科学配伍，混合均匀，置于发酵罐内进行快熟发酵，腐熟成生态活化调理剂原料组合，备用；

第三、第四步同实施例1。

耕地施用普通土壤重金属钝化剂与施用本实施例2

土壤重金属污染生态活化调理剂效果对比表

实施例三：

首先，粉碎氧化钙，过100目筛，备用；

其次，按重量份取氧化钙粉40份与腐殖酸27份、禽畜粪便30份、微量元素1份、脱落酸0.5份、生物菌1.5份原料按比例科学配伍，混合均匀，置于发酵罐内进行快熟发酵，腐熟成生态活化调理剂原料组合，备用；

第三、第四步同实施例1。

耕地施用普通土壤重金属钝化剂与施用本实施例3

土壤重金属污染生态活化调理剂效果对比表

本发明的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，既可用作我国南方水田耕地土壤重金属污染修复和生态改良，也可用作南方旱土耕地土壤重金属污染修复和生态改良。

本发明的一种土壤重金属污染生态活化调理剂适用耕地土壤、施用量、使用方法及修复效果见下表。

Claims (5)

1.一种土壤重金属污染生态活化调理剂，其特征在于是由下列重量份的原料配制而成：

所述的微量元素为：铁、锰、锌、硅中的一种、二种、多种或全部，其各元素之间的重量配比可为等额，也可为其它比例；

所述的微生物包括：固氮菌、解磷菌、解钾菌、芽孢杆菌、放线菌5406、酵母菌中的一种或二种或多种或全部。

2.根据权利要求1所述的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，其特征在于是由下列重量份的原料配制而成：

。

3.根据权利要求1所述的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，其特征在于是由下列重量份的原料配制而成：

。

4.根据权利要求1所述的一种土壤重金属污染生态活化调理剂，其特征在于是由下列重量份的原料配制而成：

。

5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的土壤重金属污染生态活化调理剂，其步骤为：

首先，粉碎氧化钙，过100目筛，备用；

其次，按重量份取氧化钙粉与腐殖酸、禽畜粪便、微量元素、脱落酸、生物菌原料按比例科学配伍，混合均匀，置于发酵罐内进行快熟发酵，腐熟成生态活化调理剂原料组合，备用；

第三，将生态活化调理剂原料组合烘干、粉碎、筛分，粒度小于0.18mm，备用；

第四，按照常规挤压法颗粒有机肥生产方法，进行造粒制成。