修復鎘污染土壤的復混緩釋肥及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種修復鎘污染土壤的復混緩釋肥及其制備方法和應用，屬于污染土 壤修復的技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和農業(yè)投入強度的不斷增加，大量重金屬等污染物進入土壤 環(huán)境，從而引發(fā)了土壤的重金屬污染，并成為一個被廣泛關注的世界性難題。據(jù)報道，目前 我國受鎘、汞、砷、鉻、鉛等污染的耕地面積近2000萬hm3,約占全國耕地總面積的20%，已 嚴重影響了現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展和社會的穩(wěn)定。
[0003] 土壤中重金屬的污染，直接導致農產品重金屬含量的超標，進而通過食物鏈進入 人體后對人類健康構成嚴重威脅。根據(jù)現(xiàn)已公開的文獻資料報道，杭州市近郊蔬菜鎘、銅、 萊、鋅的超標率分別為28%、15%、59%和4% ;長沙市蔬菜重金屬的超標率為50% ;沈陽近 郊大白菜鉛和鎘的超標率分別為100 %和58%，黃瓜鎘、汞、鉛超標率分別為73%、27 %和 18% ;天津市郊蔬菜鎘超標率為40% ;南寧市蔬菜鎘和萊的超標率分別為92%和50% ;上 海寶山區(qū)疏采鉛和錦的超標率分別尚達82 %和54% ;溫州市疏采錦的含量超過國豕標準 1. 7倍，水果為1. 6倍；成都市9種蔬菜鉛和鎘的超標率分別為22%和29%;重慶市水稻鎘、 鉛超標率為25-50%，玉米鉛含量超標率為22-66%、鎘和汞的超標率為11% ;湖南境內湘 江流域的大宗蔬菜鎘、鉛超標率均超過了 10%，珠三角灘涂圍墾農區(qū)稻米鎳、鉛、鉻、鎘的超 標率分別達48. 3%、28. 9%、12. 3%與2. 6%。另據(jù)中國農科院茶葉研究所和農業(yè)部等單位 的測定結果，近年來主要產茶區(qū)的茶葉鉛超標率呈增加趨勢。1999年茶葉樣品鉛超標率為 12. 5%，2001年則上升到25%。因此，土壤重金屬的污染治理已迫在眉睫。
[0004] 中國專利文獻CN104046361A公開了一種復合型重金屬污染土壤改良劑，其包括 如下組分：草木灰、鈣鎂磷肥、生石灰、沸石和有機肥，其重量的配比為草木灰：鈣鎂磷肥： 生石灰：沸石：有機肥=(〇? 3-1. 1) : (0? 1-1. 2) : (0? 4-2. 1) : (0? 1-0. 6) : (0? 008-0. 0 6) : (0.4-1. 2)。該土壤改良劑通過生石灰、鈣鎂磷肥、羥基磷灰石中的磷酸鹽、草木灰中的 碳酸鉀等無機組分固定污染土壤中的重金屬，使重金屬活性降低，然而，將上述土壤改良劑 施用于鎘污染土壤后，修復效果并不理想，農作物中鎘含量仍然較高，并且需要一次性大量 施用，一般為2250-4500kg/hm2,運輸成本和施用成本均較高，農民不易接受，難以大面積推 廣。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于現(xiàn)有技術中的土壤改良劑施用于鎘污染土壤后， 修復效果并不理想，農作物中鎘含量仍然較高，從而提出一種對土壤修復效果好且能有效 降低農作物中鎘含量的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：
[0007] -種修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，其原料組成包括：
[0008] 氮肥，10-60重量份；
[0009] 磷肥，10-60重量份；
[0010] 鉀肥，10-60重量份；
[0011] 農用硝酸稀土，〇? 5-2重量份；
[0012] 催化劑廢劑，2-10重量份；
[0013] 聚羥基烷酸酯，10-60重量份；
[0014] 腐殖酸礦粉，25-55重量份；
[0015] 海泡石，15-25重量份；
[0016] 草木灰，3-11重量份；
[0017]高嶺土，0?5-1. 1 重量份；
[0018] 沸石，0?3-1. 2重量份。
[0019] 所述催化劑廢劑的活性組分為氧化銅和氧化鋅。
[0020] 所述催化劑廢劑為以氧化鋁為載體的合成甲醇催化劑廢劑。
[0021] 所述的聚羥基烷酸酯聚羥基烷酸酯為聚羥基烷酸酯均聚物或聚羥基烷酸酯共聚 物，所述聚羥基烷酸酯均聚物為聚3-羥基丁酸酯和/或聚4-羥基丁酸酯，所述聚羥基烷 酸酯共聚物為聚3-羥基丁酸酯-4-羥基丁酸酯、聚羥基丁酸戊酸共聚酯、聚3-羥基丁酸 酯-3-羥基已酸酯中的一種或幾種的混合物。
[0022] 所述氮肥為尿素、碳酸銨、硫酸銨、氯化銨、硝酸鈣和硝酸銨中的一種或幾種的混 合物，所述磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、重過磷酸鈣和鈣鎂磷肥中的一種或幾種 的混合物，所述鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀、硅酸鉀和硝酸鉀中的一種或幾種的混合物。
[0023] 所述催化劑廢劑的粒徑小于或等于10nm，所述腐殖酸礦粉的粒徑為110-140目， 所述海泡石的粒徑為110-140目，所述草木灰的粒徑為110-140目，所述高嶺土的粒徑為 110-140目，所述沸石的粒徑為110-140目。
[0024] 還添加有生石灰、膨潤土、羥基磷灰石中的至少一種以及有機肥；
[0025] 所述有機肥中，以烘干基計的有機質質量分數(shù)多40%;以烘干基計的氮、五氧化 二磷和氧化鉀總養(yǎng)分的質量分數(shù)多4. 0% ;鮮樣的水分的質量分數(shù)< 30%，酸堿度pH值為 5. 5-8. 5〇
[0026] 所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥的制備方法，其步驟如下：
[0027] 按照上述重量份取各種原料組分并混合均勻，經擠壓造粒即得所述復合改良劑。
[0028] 所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥在重金屬污染土壤修復中的應用。
[0029] 所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥的施用方法，其步驟如下：
[0030] 向重金屬污染的土壤中加入所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，添加量為 10-200kg/hm2,平衡改良土壤時間為7-14天。
[0031] 本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點：
[0032] (1)本發(fā)明所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，包括氮磷鉀營養(yǎng)組分以及適合 配比的農用硝酸稀土、催化劑廢劑、聚羥基烷酸酯、腐殖酸礦粉、海泡石、草木灰、高嶺土和 沸石組分，將其施用于重金屬污染土壤后，在上述各組分的協(xié)同作用下，實現(xiàn)在將土壤中重 金屬進行有效鈍化和固定的同時對受污染土壤進行有效修復，從而一方面使得土壤中的鎘 活性顯著降低，有利于降低農作物對鎘的吸收，進而使得農作物中鎘含量顯著降低，另一方 面含有的氮磷鉀營養(yǎng)組分和草木灰等又能為土壤提供營養(yǎng)以改善土壤肥力，持續(xù)強化對受 污染土壤的修復效果，同時含有的可生物降解的聚羥基烷酸酯作為營養(yǎng)物質的載體，營養(yǎng) 物質均勻分散其中，在土壤堆肥作用下隨聚羥基烷酸酯的緩慢降解，可產生眾多微孔，營養(yǎng) 物質也隨之緩慢釋放，即達到肥力的長效性也能防止化肥的流失，此外，農用硝酸稀土中的 稀土組分本身對鎘具有拮抗作用，進一步有利于降低農作物對鎘的吸收，本發(fā)明所述的復 混緩釋肥，具有長期的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性，不會產生二次污染，成本低廉，易于大面積推 廣，當施用于鎘污染土壤時，施用量僅為10-200kg/hm2,就能顯著降低農作物中鎘含量，使 其達到國家食用安全標準，達到治理目標。
[0033] (2)本發(fā)明所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，還添加有生石灰、膨潤土、羥基 磷灰石和有機肥，通過生石灰、膨潤土、羥基磷灰石中的無機組分固定污染土壤中的鎘，并 結合有機肥來改善土壤的肥力，從而在提高對土壤中鎘固定作用的同時強化對受污染土壤 的修復作用。
【具體實施方式】
[0034] 以下實施例中以1重量份代表lg。
[0035] 實施例1
[0036] 本實施例提供一種修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，其原料組成包括：
[0037] 尿素，10重量份；
[0038] 磷酸一銨，60重量份；
[0039] 氯化鉀，10重量份；
[0040] 農用硝酸稀土，2重量份；
[0041] 合成甲醇催化劑廢劑，2重量份；
[0042] 聚3-羥基丁酸酯，10重量份；
[0043] 腐殖酸礦粉，55重量份；
[0044] 海泡石，15重量份；
[0045] 草木灰，11重量份；
[0046] 高嶺土，0.5重量份；
[0047] 沸石，1.2重量份。
[0048] 所述的農用硝酸稀土的粒徑為10目，所述合成甲醇催化劑廢劑的粒徑為10nm;所 述腐殖酸礦粉、海泡石、草木灰、高嶺土和沸石的粒徑均為110目。
[0049] 進一步，提供所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥的制備方法，具體為：
[0050] 按照上述重量份取各種原料組分并混合均勻，經擠壓造粒即得所述復合改良劑。
[0051] 實施例2
[0052] 本實施例提供一種修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，其原料組成包括：
[0053] 碳酸銨，60重量份；
[0054] 磷酸二銨，10重量份；
[0055] 硫酸鉀，60重量份；
[0056] 農用硝酸稀土，0?5重量份；
[0057] 合成甲醇催化劑廢劑，10重量份；
[0058] 聚4-羥基丁酸酯，30重量份；
[0059] 腐殖酸礦粉，25重量份；
[0060] 海泡石，25重量份；
[0061] 草木灰，3重量份；
[0062] 高嶺土，1. 1重量份；
[0063] 沸石，0.3重量份；
[0064] 生石灰，10重量份；
[0065] 膨潤土，15重量份；
[0066] 羥基磷灰石，10重量份；
[0067] 有機肥，20重量份。
[0068] 所述的農用硝酸稀土的粒徑為10目，所述合成甲醇催化劑廢劑的粒徑為9nm ;所 述腐殖酸礦粉、海泡石、草木灰、高嶺土和沸石的粒徑均為140目。
[0069] 所述生石灰、膨潤土、羥基磷灰石的粒徑均為10目。
[0070] 所述有機肥中，以烘干基計的有機質質量分數(shù)為40%;以烘干基計的氮、五氧化 二磷和氧化鉀總養(yǎng)分的質量分數(shù)為4. 0% ;鮮樣的水分的質量分數(shù)為30%，酸堿度pH值為 5. 5〇
[0071] 進一步，提供所述的修復鎘污染土壤的復混緩釋肥的制備方法，具體為：
[0072] 按照上述重量份取各種原料組分并混合均勻，經擠壓造粒即得所述復合改良劑。
[0073] 實施例3
[0074] 本實施例提供一種修復鎘污染土壤的復混緩釋肥，其原料組成包括：
[0075] 硫酸銨，40重量份；
[0076] 過磷酸鈣，35重量份；
[0077] 硅酸鉀，50重量份；
[0078] 農用硝酸稀土，1. 5重量份；
[0079] 合成甲醇催化劑廢劑，5重量份；
[0080] 聚3-羥基丁酸酯-4-羥基丁酸酯，40重量份；
[0081] 腐殖酸礦粉，40重量份；
[0082] 海泡石，17重量份；
[0083] 草木灰，8重量份；
[0084] 高嶺土，0.9重量份；
[0085] 沸石，0.8重量份；
[0086] 膨潤土，10重量份；
[0087] 有機肥，20重量份。
[0088] 所述的農用硝酸稀土的粒徑為10目，所述合成甲醇催化劑廢劑的粒徑為8nm ;所 述腐