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      一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑及制備方法

      文檔序號:8554187閱讀:320來源:國知局
      一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑及制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)環(huán)境保育與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種改良重金屬污染農(nóng)田土 壤的調(diào)理劑,同時還涉及一種上述改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制備方法,所述調(diào) 理劑適用于各種被重金屬污染和土壤酸化嚴重的農(nóng)田土壤。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 隨著現(xiàn)代科技和經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,工業(yè)"三廢"的排放、污水灌溉、污泥農(nóng)用、農(nóng)藥 和化肥的長期不合理施用,造成農(nóng)田土壤重金屬污染,并成為一個被廣泛關(guān)注的難題。土壤 中的重金屬可通過植物吸收進入食物鏈,進而對人體健康構(gòu)成嚴重威脅。據(jù)全國土壤污染 調(diào)查公報顯示,我國土壤總的超標(biāo)率為16. 1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例 分別為11.2%、2. 3%、1.5%和I. 1%。我國耕地土壤點位超標(biāo)率為19. 4%,其中輕微、輕 度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物為鎘、鎳、 銅、鉛等重金屬。這已嚴重影響到耕地質(zhì)量、食品安全乃至人類的身體健康和社會的穩(wěn)定。
      [0003] 目前,重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要包括:(1)工程修復(fù),如客土、換土和深耕 翻土等,此方法工程量大,投資費用高,不適合大面積污染土壤的治理;(2)物理修復(fù),如電 動修復(fù)和電熱修復(fù),對污染重、面積小的土壤修復(fù)效果明顯,但容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和肥 力下降,不適于農(nóng)田土壤的修復(fù);(3)生物修復(fù),如微生物修復(fù)和植物修復(fù),其中微生物修 復(fù)技術(shù)還局限于科研和實驗室水平,應(yīng)用實例不多,而植物修復(fù)周期長,且影響農(nóng)事勞作, 故難以在農(nóng)田土壤重金屬污染中大面積使用;(4)化學(xué)修復(fù),如化學(xué)淋洗、化學(xué)鈍化等?;?學(xué)鈍化修復(fù)是向土壤中加入調(diào)理劑改變土壤的物理、化學(xué)性質(zhì),借助其對重金屬的吸附、沉 淀、離子交換、絡(luò)合等作用,改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài),降低其生物活性?;瘜W(xué)鈍化修 復(fù)技術(shù)以其成本低廉、修復(fù)快速、操作簡單等優(yōu)點受到重視,適于大面積重金屬污染土壤的 修復(fù)。
      [0004] 常用的化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)的調(diào)理劑包括堿性材料、含磷材料、富含鐵錳氧化物的 礦物及有機物料等。但常用的調(diào)理劑具有各自的局限性,如長期施用含磷材料可使土壤呈 強堿性并誘發(fā)水體富營養(yǎng)化;富含鐵錳氧化物的礦物由于成本相對較高,同時存在Fe、Mn 對作物毒害風(fēng)險;有機物料在剛施入到土壤時可以降低重金屬的有效性,但隨著有機物的 礦化分解,有可能導(dǎo)致被吸附的重金屬離子重新釋放。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明的目的是在于提供了一種改良重金屬污染農(nóng) 田土壤的調(diào)理劑。它由生石灰、鈣鎂磷肥、沸石、海泡石四種原料按一定比例制成,該調(diào)理劑 是通過改變土壤PH、增加土壤吸附位點、離子拮抗等途徑降低重金屬生物有效性??蓮V泛應(yīng) 用于各種被重金屬污染的農(nóng)田土壤,尤其是南方酸性農(nóng)田土壤。
      [0006] 本發(fā)明的調(diào)理劑綜合了各種常用調(diào)理劑的優(yōu)點,富含多種修復(fù)因子,具有快速且 持續(xù)穩(wěn)定的顯著修復(fù)效果,調(diào)理劑的原料來源廣泛,成本低廉,環(huán)境友好,無二次污染,易于 大面積推廣。
      [0007] 本發(fā)明的另一個目的是在于提供了一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制 備方法,操作簡單,方法易行。
      [0008] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施:
      [0009] -種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,它由重量百分比如下的四種原料制成:
      [0010] 原料 重量百分比(%) 生石灰 40-60 鈣鎂磷肥 10-30 沸石 5-25 海泡石 5-20
      [0011] 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,它由重量百分比如下的四種原料制成 (優(yōu)選范圍):
      [0012] 原料 重量百分比(%) 生石灰 45-55 鈣鎂磷肥 15-30 沸石 10-20 海泡石 10-20
      [0013] 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,它由重量百分比如下的四種原料制成 (最佳方案):
      [0014] 原料 重量百分比(%) 生石灰 50 鈣鎂磷肥 30 沸石 10 海泡石 10
      [0015] 所述生石灰為將石灰石原礦煅燒粉碎后過60-140目篩的粉末;
      [0016] 所述鈣鎂磷肥,是一種含有磷酸根的堿性肥料,P2O5含量彡12% ;
      [0017] 所述沸石為將沸石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末;
      [0018] 所述海泡石為將海泡石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末;
      [0019] 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制備方法,其包括如下步驟:
      [0020] A.原料生石灰制備:選用石灰石原礦,煅燒粉碎后過60-140目篩,備用。
      [0021] B.原料沸石制備:選用沸石原礦,風(fēng)干粉碎后過60-140目篩,備用。
      [0022] C.原料海泡石制備:選用海泡石原礦,風(fēng)干粉碎后過60-140目篩,備用。
      [0023] D.將步驟A、B、C制備的原料與鈣鎂磷肥按比例混合均勻,得到本發(fā)明的一種改良 重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑。
      [0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:
      [0025] A.本發(fā)明的主要特征是合理配置了可調(diào)節(jié)土壤pH、增加土壤吸附位點、形成離子 拮抗作用的原料,使產(chǎn)品可從多角度降低土壤重金屬生物有效性。中試試驗與示范推廣結(jié) 果表明:施用本產(chǎn)品后,農(nóng)產(chǎn)品中的鎘、鉛等重金屬含量均符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)》。
      [0026] B.本發(fā)明不僅具有原位鈍化土壤金屬的功能,而且還能較大幅度地提高土壤pH 值、促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成、增強土壤的通透性,兼具修復(fù)酸化土壤、改善土壤耕地質(zhì)量、提 高作物產(chǎn)量等功能,適用于各種成土母質(zhì)發(fā)育的土壤,是一種廣譜型、多功能的環(huán)保產(chǎn)品。
      [0027] C.本發(fā)明的原料來源廣泛,制備方法簡單、易行,使用方便,推廣應(yīng)用前景廣闊。
      【具體實施方式】
      [0028] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述,但并非是對本發(fā)明權(quán)利要求 書請求保護范圍的限制,凡依照本發(fā)明公開內(nèi)容所作的任何本領(lǐng)域的等同替換,均屬于本 發(fā)明的保護范圍。
      [0029] 以下實施例1-10中,原料生石灰均由石灰石原礦煅燒粉碎后過80目篩制備而 成,該原料生石灰由湖南省湘潭縣某石灰廠提供,其中CaO的質(zhì)量百分比含量多80%, MgO < 5%,鎘含量< 5mg/kg。
      [0030] 以下實施例1-10中,原料沸石為斜發(fā)沸石原礦風(fēng)干粉碎后過80目篩制備而成, 該原料由湖南省寧鄉(xiāng)縣某礦石粉廠提供。其吸氨量mmol/lOOg彡100, H2O < 10%,鎘含量 < 5mg/kg〇
      [0031] 以下實施例1-10中,原料海泡石為沉積型海泡石原礦風(fēng)干粉碎后過80目篩 制備而成;該原料由湖南省寧鄉(xiāng)縣某礦石粉廠提供。其海泡石質(zhì)量百分比含量多50%, H2O彡10%,鎘含量彡5mg/kg。
      [0032] 以下實施例1-10中,原料鈣鎂磷肥為一種含有磷酸根的堿性肥料,由湖南省常德 市某磷肥廠提供,P 2O5含量彡12%,其品質(zhì)符合GB20412-2006合格品的標(biāo)準(zhǔn)。
      [0033] 實施例1 : 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,它由重量百分比如下的四種 原料制成:
      [0034] 原料 重量百分比(%) 生石灰 50 鈣鎂磷肥 30 沸石 10 海泡石 10
      [0035] -種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其步驟是:將原料生石灰、鈣鎂磷肥、沸 石和海泡石按比例混合均勻,即得產(chǎn)品,其為一種降低農(nóng)田重金屬污染的農(nóng)田土壤調(diào)理劑。
      [0036] 實施例2-實施例10 :-種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,它由重量百分比如 下的四種原料制成:
      【主權(quán)項】
      1. 一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于,它由重量百分比如下的四種 原料制成: 原料 重量百分比(%) 生石灰 40-60, 鈣鎂磷肥 10-30, 沸石 5-25, 海泡石 5-20。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于,它由重量 百分比如下的四種原料制成: 原料 重量百分比(%) 生石灰 45_55, 鈣鎂磷肥 15-30, 沸石 10-20, 海泡石 10-20。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于,它由重量 百分比如下的四種原料制成: 原料 重量百分比(%) 生石灰 50, 鈣鎂磷肥 30, 沸石 10, 海泡石 10。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于: 所述生石灰為將石灰石原礦煅燒粉碎后過60-140目篩的粉末。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于: 所述鈣鎂磷肥,是一種含有磷酸根的堿性肥料,P 2O5含量多12%。
      6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于: 所述沸石為將沸石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末。
      7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑,其特征在于: 所述海泡石為將海泡石原礦風(fēng)干粉碎后過60-140目篩的粉末。
      8. -種權(quán)利要求1-7中任一所述的改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑的制備方法,其 步驟如下: 將原料生石灰、鈣鎂磷肥、沸石和海泡石按比例混合均勻。
      【專利摘要】本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保育與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,具體公開了一種改良重金屬污染農(nóng)田土壤的調(diào)理劑及制備方法。本發(fā)明將處理好的原料生石灰、沸石、海泡石和鈣鎂磷肥按比例混合均勻,即得產(chǎn)品。本發(fā)明的調(diào)理劑配方合理,方法易行,操作簡單,兼具修復(fù)土壤重金屬污染和調(diào)控土壤酸堿度等多種功能,使污染農(nóng)田中的有效態(tài)鎘、鉛分別下降了22.4%-31.4%、26.3%-43.5%,同時亦使水稻中的鎘、鉛含量分別下降了33.2%-38.9%、29.4%-44.6%,土壤pH提高了0.16-0.27,水稻產(chǎn)量提高了3.6%-6.3%。適用于各種被重金屬污染和土壤酸化嚴重的農(nóng)田土壤。
      【IPC分類】C09K17-06, C05G3-04, C09K101-00, C09K109-00
      【公開號】CN104877688
      【申請?zhí)枴緾N201510263493
      【發(fā)明人】袁海偉, 周亮
      【申請人】環(huán)保橋(湖南)生態(tài)環(huán)境修復(fù)有限公司
      【公開日】2015年9月2日
      【申請日】2015年5月21日
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