CN110776921A

CN110776921A - 一种修复重金属铬污染土壤的调理剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN110776921A
Application number: CN201911053475.6A
Authority: CN
Inventors: 冉宇; 朱颖; 杨浩; 马烁; 景琪; 雍正
Original assignee: China City Environment Protection Engineering Ltd
Current assignee: China City Environment Protection Engineering Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-02-11

Abstract

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20~30份、糖渣3~5份、玉米秸秆40~50份、氟磷灰石20~50份、尿素5~15份、复合微生物菌剂1~3份、水30~50份；其制备方法是将尿素、糖渣加入水中溶解，再加入豆饼、氟磷灰石、玉米秸秆和复合微生物菌剂混合均匀，调节pH至6~8后堆置发酵而成；其修复方法将所述调理剂施入重金属镉污染水稻田中放置一段时间，并期间定期洒水及搅拌土壤；然后种植李氏禾，进行田间管理，收割李氏禾。本发明的调理剂能有效提高污染土壤中金属铬的活性，并为种植的李氏禾提供肥力支持，李氏禾可吸收重金属铬，显著降低土壤中的重金属铬含量，从而达到修复农田土壤的目的。

Description

一种修复重金属铬污染土壤的调理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及一种修复重金属铬污染土壤的调理剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国工农业的迅速发展，大量污染物进入土壤环境，引起土壤环境质量严重恶化，尤其是重金属污染，极为严重。导致土壤污染的重金属主要包括 As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn 等，南方存在部分水稻田由于工业废水的灌溉导致土壤中重金属铬超标，重金属铬进入土壤后会被农作物水稻吸收最终进入食物链富集到人体中造成危害，铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。因此，有必要设计一种用于南方水稻田重金属铬污染土壤的调理剂及其制备方法和应用，以克服上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于南方水稻田重金属铬污染土壤的调理剂及其制备方法和应用，通过发酵制备而成的调理剂能够活化土壤中的重金属铬以及提供李氏禾生长的肥力，有利于通过李氏禾生长吸收土壤中的重金属铬。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20~30份、糖渣3~5份、玉米秸秆40~50份、氟磷灰石20~50份、尿素5~15份、复合微生物菌剂1~3份、水30~50份。

优化地，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20份、糖渣5份、玉米秸秆50份、氟磷灰石50份、尿素15份、复合微生物菌剂1份、水50份。

优化地，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼30份、糖渣3份、玉米秸秆40份、氟磷灰石20份、尿素5份、复合微生物菌剂3份、水30份。

进一步地，所述豆饼为黄豆或黑豆榨油后的副产品。

进一步地，每克复合微生物菌剂中含有酵母菌5~10亿、固氮菌3~5亿、地衣芽孢菌2~5亿、磷细菌3~10亿、放线菌8~15亿。

本发明还提供一种上述的修复重金属铬污染土壤的调理剂的制备方法，首先将尿素、糖渣加入水中，搅拌至溶解；再加入豆饼、氟磷灰石、玉米秸秆和复合微生物菌剂混合均匀，调节pH至6~8；然后堆置发酵，每两天翻堆一次，共堆置8天即可。

进一步地，堆置发酵时，保持混合物料的含水率在45%~80%。

本发明还提供一种重金属铬污染土壤的修复方法，首先将上述的调理剂施入重金属镉污染水稻田中，翻耕混匀，并补水至田间持水量达100%以上，放置一段时间，期间定期洒水保持田间持水量并定期搅拌土壤；然后种植李氏禾，进行田间管理，收割李氏禾。

进一步地，李氏禾的种植间距为20cm×20cm ~25cm×25cm，每穴种植5~8株。

进一步地，所述调理剂的施用量为200~300kg/亩。

本发明的原理：

本发明的调理剂是采用豆饼、酒糟、尿素、磷矿粉和纤维素发酵制备而成，富含腐殖质，这些腐殖质能够活化吸附在土壤表面的重金属铬，使其活性增强，更有利于修复植物李氏禾的吸收，从而更加彻底的降低土壤重金属铬总量，而且还可以改善土壤的物理性质，从而改善土壤环境，良好的土壤环境更有利于修复植物李氏禾的生长。本发明的调理剂的pH在6~8之间，可以明显改善部分南方酸性土壤，使土壤pH得到有效的提高，从而更有利于修复植物生长，尤其适用于南方水稻田。

本发明将采用豆饼、酒糟、尿素、磷矿粉和纤维素发酵制备的调理剂施入重金属镉污染水稻田中，能够活化土壤中吸附较为紧密的重金属铬，增加李氏禾的吸收效率，再种植重金属铬的超富集植物李氏禾，有效地吸收污染土壤中的重金属铬；同时调理剂还可以有效提高土壤肥力，为修复植物李氏禾种植提供必要的肥力，促进李氏禾的生长，从而吸收更多的重金属铬，达到修复农田土壤的目的。

本发明所使用的修复植物李氏禾是重金属铬富集植物，又名秕壳草，为禾本科杂草，为多年生草本植物，分布较为广泛，生长于湖泊、沼泽、沟渠、池塘等水中，河边、田边积水湿地也有生长。李氏禾一般4~5月出苗，5~6月分蘖，6月拔节，7~8月抽穗、开花、颖果成熟。李氏禾具有超强的重金属铬吸收能力，叶片内平均铬含量能达到1786.9mg/kg。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的调理剂由豆饼、糖渣、玉米秸秆、氟磷灰石、尿素经发酵制备而成，能够有效地提高污染土壤中金属铬的活性，并为种植的修复植物提供肥力支持，是一种安全且经济的农田污染土壤改良剂；

（2）本发明的修复方法中先将调理剂施入重金属镉污染水稻田中，使重金属镉活化，然后种植重金属铬的超富集植物李氏禾，有效地吸收污染土壤中的重金属铬，显著降低土壤中的重金属铬含量，从而达到修复农田土壤的目的；且该方法操作简单、经济可行、易推广；

（3）采用本发明的修复方法能够显著降低重金属铬污染水稻田中的重金属铬含量，从根本上防止重金属铬进入粮食水稻中，保障食品安全；

（4）本发明的调理剂配置较为简单，所采用的原材料也都是普遍存在、轻易可得、价格便宜的，且均无污染物超标，不会造成二次污染；

（5）本发明的修复方法所采用的李氏禾具有超强的重金属铬吸收能力，对金属铬污染土壤的修复效果显著，且李氏禾分布广泛，培育方法成熟，易推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例1中4块重金属铬污染水稻田修复前后的重金属铬含量变化图；

图2为本发明实施例2中4块重金属铬污染水稻田修复前后的重金属铬含量变化图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20~30份、糖渣3~5份、玉米秸秆40~50份、氟磷灰石20~50份、尿素5~15份、复合微生物菌剂1~3份、水30~50份。

其中，豆饼为黄豆或黑豆榨油后的副产品。

本发明还提供一种上述的修复重金属铬污染土壤的调理剂的制备方法，首先将尿素、糖渣加入水中，搅拌至溶解；再加入豆饼、氟磷灰石、玉米秸秆和复合微生物菌剂混合均匀，调节pH至6~8；然后堆置发酵，保持混合物料的含水率在45%~80%，每两天翻堆一次，共堆置8天即可。

进一步地，李氏禾的种植间距为20cm×20cm ~25cm×25cm，每穴种植5~8株；具体可以根据水稻田重金属铬污染土壤的污染程度来确定修复植物李氏禾的栽植密度，可每亩最低按照25cm×25cm的密度，每穴种植5株的方式进行修复植物李氏禾的种植。对于重金属铬污染较为严重的水稻田，可每亩最多按照20cm×20cm的密度，每穴种植8株的方式进行修复植物李氏禾的种植，以达到最佳且最经济的修复效果。

进一步地，所述调理剂的施用量为200~300kg/亩；具体可以根据水稻田重金属铬污染土壤的污染程度来确定调理剂的施用量，可每亩最低添加200kg的土壤调理剂，对于重金属铬污染较为严重的水稻田，可最多每亩添加300kg的土壤调理剂，以达到最佳且最经济的修复效果。

实施例1

本实施例提供一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20份、糖渣5份、玉米秸秆50份、氟磷灰石50份、尿素15份、复合微生物菌剂1份、水50份。其中，每克复合微生物菌剂中含有酵母菌10亿、固氮菌5亿、地衣芽孢菌2亿、磷细菌3亿、放线菌15亿。

本实施例还提供一种重金属铬污染土壤的修复方法，按照上述配方制备发酵完全的调理剂，总共选取4块重金属铬污染浓度不同的低污染水稻田，低污染水稻田的重金属铬浓度为300-450mg/kg，每块低污染水稻田区域规格为5m×5m，按照200kg/亩将上述调理剂施入污染水稻田中，翻耕混匀，并补水至田间持水量达100%以上，放置30天左右，期间定期洒水保持田间持水量并定期搅拌土壤；然后种植修复植物李氏禾，种植间距为25cm×25cm，每穴种植5株，进行田间管理，收割李氏禾。一般选在3月底播种，待修复植物生长至8月份时对污染土壤进行采样检测，评估修复效果。

采样检测结果如图1所示，4块污染水稻田中重金属铬的含量都明显降低，与修复前相比，土壤中重金属铬含量平均降低了12%以上。

实施例2

本实施例提供一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼30份、糖渣3份、玉米秸秆40份、氟磷灰石20份、尿素5份、复合微生物菌剂3份、水30份。其中，每克复合微生物菌剂中含有酵母菌5亿、固氮菌3亿、地衣芽孢菌5亿、磷细菌10亿、放线菌8亿。

本实施例还提供一种重金属铬污染土壤的修复方法，按照上述配方制备发酵完全的调理剂，总共选取4块重金属铬污染浓度不同的高污染水稻田，低污染水稻田的重金属铬浓度为450-650mg/kg，每块低污染水稻田区域规格为5m×5m，按照300kg/亩将上述调理剂施入污染水稻田中，翻耕混匀，并补水至田间持水量达100%以上，放置30天左右，期间定期洒水保持田间持水量并定期搅拌土壤；然后种植修复植物李氏禾，种植间距为20cm×20cm，每穴种植8株，进行田间管理，收割李氏禾。一般选在3月底播种，待修复植物生长至8月份时对污染土壤进行采样检测，评估修复效果。

采样检测结果如图2所示，4块污染水稻田中重金属铬的含量都明显降低，与修复前相比，土壤中重金属铬含量平均降低了18%以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，其特征在于，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20~30份、糖渣3~5份、玉米秸秆40~50份、氟磷灰石20~50份、尿素5~15份、复合微生物菌剂1~3份、水30~50份。

2.如权利要求1所述的一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，其特征在于，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼20份、糖渣5份、玉米秸秆50份、氟磷灰石50份、尿素15份、复合微生物菌剂1份、水50份。

3.如权利要求1所述的一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，其特征在于，所述调理剂是由以下重量份的原料经发酵制备而成：豆饼30份、糖渣3份、玉米秸秆40份、氟磷灰石20份、尿素5份、复合微生物菌剂3份、水30份。

4.如权利要求1任一项所述的一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，其特征在于：所述豆饼为黄豆或黑豆榨油后的副产品。

5.如权利要求1任一项所述的一种修复重金属铬污染土壤的调理剂，其特征在于：每克复合微生物菌剂中含有酵母菌5~10亿、固氮菌3~5亿、地衣芽孢菌2~5亿、磷细菌3~10亿、放线菌8~15亿。

6.一种如权利要求1~5任一项所述的修复重金属铬污染土壤的调理剂的制备方法，其特征在于：首先将尿素、糖渣加入水中，搅拌至溶解；再加入豆饼、氟磷灰石、玉米秸秆和复合微生物菌剂混合均匀，调节pH至6~8；然后堆置发酵，每两天翻堆一次，共堆置8天即可。

7.如权利要求6所述的修复重金属铬污染土壤的调理剂的制备方法，其特征在于：堆置发酵时，保持混合物料的含水率在45%~80%。

8.一种重金属铬污染土壤的修复方法，其特征在于：首先将如权利要求1~5任一项所述的调理剂施入重金属镉污染水稻田中，翻耕混匀，并补水至田间持水量达100%以上，放置一段时间，期间定期洒水保持田间持水量并定期搅拌土壤；然后种植李氏禾，进行田间管理，收割李氏禾。

9.如权利要求8所述的一种重金属铬污染土壤的修复方法，其特征在于：李氏禾的种植间距为20cm×20cm ~25cm×25cm，每穴种植5~8株。

10.如权利要求8所述的一种重金属铬污染土壤的修复方法，其特征在于：所述调理剂的施用量为200~300kg/亩。