一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂及其使用方法，该土壤改良剂由以下按重量份配比的原料混合配制成：铁锰复合物2份、蚕沙有机肥1份和/或腐殖质有机肥1份。所述铁锰复合物经105℃高温干燥后磨碎；蚕沙有机肥自然风干，粉碎，粒径＜2mm；腐殖质有机肥均为颗粒状，粒径＜2mm。使用时将土壤改良剂通过人工或机械均匀施入土壤耕作层0‑20cm，施加的土壤改良剂为土壤质量的3％。本发明专利技术土壤改良剂可显著降低土壤中砷、锑的有效态含量，所种植的小白菜地上部砷含量低，同时显著提高了土壤有机质含量，促进了小白菜的生长。本发明专利技术土壤改良剂制备简单，成本低廉，来源广泛，对环境无副作用，显著降低砷、锑的有效态，实现土壤的安全利用。

Soil amendment capable of reducing heavy metal arsenic and antimony in soil and its use method

The present invention discloses a soil modifier which can reduce the effective state of heavy metal arsenic and antimony in soil and its use method. The soil modifier is made up of 2 parts of iron manganese complex, 1 organic manure manure manure and 1 humus organic manures. The iron and manganese complex is grinded at 105 degrees centigrade at high temperature. The organic manure of silkworm sand is dried naturally, smashed, and the particle size is less than 2mm; the humus organic manure is granular and the particle size is < 2mm. When applied, soil amendments were artificially or mechanically applied to the soil tillage layer of 0 20cm, and the soil amendments applied were 3% of the soil quality. The soil modifier can significantly reduce the content of arsenic and antimony in the soil. The content of arsenic in the upper part of the planted Chinese cabbage is low, and the content of soil organic matter is increased significantly, and the growth of Chinese cabbage is promoted. The soil improver has the advantages of simple preparation, low cost, wide source, no side effect on the environment, significant reduction of the effective state of arsenic and antimony, and the safe utilization of soil.

【技术实现步骤摘要】
一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂及其使用方法
本专利技术属于环境污染治理和农产品质量安全
，具体是一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂及其使用方法。
技术介绍
化学钝化是国内外普遍使用的土壤重金属污染治理方法之一，该方法基于向污染土壤中添加钝化剂，通过吸附、沉淀、络合等一系列反应，使重金属向稳定态转化，以降低其迁移能力及植物有效性，从而达到修复重金属污染土壤的目的。常用的钝化剂包括有机肥、石灰、磷酸盐、沸石、粘土矿物等。砷污染土壤的修复一直是国内外的研究热点，而锑通常与砷伴生，二者具有相似的化学性质。对于砷污染的修复一直以来为绕铁基钝化材料为主，如硫铁矿，针铁矿，硫酸亚铁材料等，通过降低重金属的有效态来降地其生物有效性。但是，在目前的土壤修复中，特别是耕地土壤的重金属污染修复需要考虑到土壤利用类型，需要在修复土壤污染的同时具有一定的改良作用，以提高土壤肥力恢复生产。铁锰复合物作为一种无机修复材料在治理砷污染土壤方面有一定的报道；蚕沙有机肥是在桑蚕养殖过程中弃去的蚕叶梗、蚕粪、垫料以及少量石灰等的混合物，作为一种农业废弃物，其有机质含量高达80％，能提高土壤肥力；pH值多呈碱性，一定程度上能调节因连作导致的土壤酸化问题，提高土壤抗酸化能力。腐殖质有机肥其有机质含量较高，对提高土壤肥力和作物增产具有显著的效果。但目前尚未见有利用铁锰复合物与蚕沙有机肥和腐殖质有机肥相结合制作土壤改良剂的相关报导。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂及其使用方法，该土壤改良剂在治理土壤砷、锑污染的同时可改良土壤。本专利技术以如下技术方案解决上述技术问题：本专利技术一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂，它由以下按重量份配比的原料混合配制成：铁锰复合物2份、蚕沙有机肥1份和/或腐殖质有机肥1份。所述铁锰复合物的配制方法是：按照Fe2+:Mn7+＝3:1的摩尔比例称量12.51gFeSO4·7H2O和2.34gKMnO4，分别加纯水配置成200mL的溶液，在磁力搅拌作用下将FeSO4·7H2O溶液缓慢加入到KMnO4溶液中，立即用4mol·L-1的NaOH溶液将上述混合液的pH值调至7-8，持续搅拌1h，室温静置15h，过滤，去离子水洗涤沉淀物三遍，105℃恒温干燥4h，磨碎过100目筛，即制成铁锰复合物。所述蚕沙有机肥是指：在桑蚕养殖过程中弃去的蚕叶梗、蚕粪和垫料的混合物，将收集好的新鲜蚕沙，经堆沤腐熟，自然风干后适当粉碎即得到蚕沙有机肥。所述腐殖质有机肥呈黑色颗粒，其粒径≤2mm，其总养分≥51％，其中氮≥17％、磷≥17％、钾≥17％。本专利技术将土壤改良剂通过人工或机械均匀施入土壤耕作层0-20cm，再施入土壤改良剂，土壤改良剂的添加量为土壤质量的1～5％。所述土壤改良剂的添加量优选为土壤质量的3％。本专利技术土壤改良剂具有如下有益效果：1.本专利技术采用对砷、锑有钝化效果的铁锰复合物和对土壤有改良效果的蚕沙有机肥和腐殖质有机肥。其中，采用配比改良剂能有效降低土壤中砷、锑的有效态含量，也可以提高土壤肥力，比使用单一改良剂具有更加高效、有益的效果。2.本专利技术采用的两两配比改良剂“铁锰复合物:腐殖质有机肥＝2:1”和“铁锰复合物:蚕沙有机肥＝2:1”，经过严格筛选各组分的含量，在此配比(2:1)下能达到较优的降低砷、锑有效态含量，提高土壤肥力的效果。3.应用本专利技术在砷、锑污染的耕地土壤中种植小白菜的效果。最终，土壤中砷、锑有效态含量显著降低，土壤有机质含量显著提高，土壤环境得到改善。小白菜地上部砷含量低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762-2017)标准限值，并且得到高产，满足了土壤的安全利用。附图说明图1为铁锰复合物的不同添加量对土壤有效态砷的影响；图2为腐殖质有机肥的不同添加量对土壤有效态砷的影响；图3为蚕沙有机肥的不同添加量对土壤有效态砷的影响；图4为铁锰复合物的不同添加量对土壤有效态锑的影响；图5为腐殖质有机肥的不同添加量对土壤有效态锑的影响；图6为蚕沙有机肥的不同添加量对土壤有效态锑的影响；图7为铁锰复合物:蚕沙有机肥＝2:1的不同添加量对土壤有效态砷的影响；图8为铁锰复合物:腐殖质有机肥＝2:1的不同添加量对土壤有效态砷的影响；图9为铁锰复合物:蚕沙有机肥＝2:1的不同添加量对土壤有效态锑的影响；图10为铁锰复合物:腐殖质有机肥＝2:1的不同添加量对土壤有效态锑的影响；图11为铁锰复合物:腐殖质有机肥:蚕沙有机肥＝2:1:1的不同添加量对土壤有效态砷的影响；图12为铁锰复合物:腐殖质有机肥:蚕沙有机肥＝2:1:1的不同添加量对土壤有效态锑的影响；图13为铁锰复合物:蚕沙有机肥＝2:1的不同稳定时间对土壤有效态砷的影响；图14为铁锰复合物:蚕沙有机肥＝2:1的不同稳定时间对土壤有效态锑的影响；图15为铁锰复合物:腐殖质有机肥＝2:1的不同稳定时间对土壤有效态砷的影响；图16为铁锰复合物:腐殖质有机肥＝2:1的不同稳定时间对土壤有效态锑的影响；图17为不同处理小白菜地上部砷含量；图18为不同处理小白菜地上部锑含量；图19为不同处理小白菜地下部砷含量；图20为不同处理小白菜地下部锑含量；图21为盆栽实验的不同处理对土壤有效态砷含量的影响；图22为盆栽实验的不同处理对弱酸性土壤有效态锑含量的影响；图23为盆栽实验的不同处理对弱碱性土壤有效态锑含量的影响；图24为盆栽实验的不同处理对土壤有机质含量的影响。具体实施方式下面结合实例对本专利技术的技术方案作进一步的描述：以下应用实例中采用的锰复合物(Fe-Mn)的制备工艺是：按照Fe2+:Mn7+＝3:1的摩尔比例称量12.51gFeSO4·7H2O和2.34gKMnO4，分别加纯水配置成200mL的溶液。在磁力搅拌作用下将FeSO4·7H2O溶液缓慢加入到KMnO4溶液中，立即用4mol·L-1的NaOH溶液将上述混合液的pH值调至7-8，持续搅拌1h，室温静置15h，过滤，去离子水洗涤沉淀物三遍，105℃恒温干燥4h，磨碎过100目筛，备用。采用的蚕沙有机肥是指：在桑蚕养殖过程中弃去的蚕叶梗、蚕粪和垫料的混合物。将收集好的新鲜蚕沙，经堆沤腐熟，自然风干后适当粉碎即可使用。蚕沙有机肥属于一种农业固体废弃物，广西的蚕沙在全国产量第一，使用蚕沙有机肥既能减轻环境压力，又能产生经济效益；蚕沙有机肥能提高土壤有机质和其他营养元素的含量，其有机质含量高达80％，包括粗纤维、粗脂肪、粗蛋白和灰分等物质；蚕沙有机肥对调节土壤的pH值具有明显的效果，解决因连作导致的土壤酸化问题。采用的腐殖质有机肥呈黑色颗粒，其粒径≤2mm，其总养分≥51％，其中氮含量≥17％，磷≥17％，钾≥17％。实施例一室内试验添加量试验：试验方法：称取过20目筛的耕作层(0-20cm)风干土壤100g，于350ml聚乙烯瓶中，分别按土壤质量的0.5％、1％、3％、5％加入单一原料及本专利技术不同配比的土壤土壤改良剂。按照田间最大持水量的70％加入一定量的去离子水。搅拌均匀用牛皮纸封口；在人工气候室(温度25℃，湿度95％)中暗室下培养10d，设置3个重复，每隔两天用称重法补加蒸发的水分，破坏性取样，自然条件下风干后过20目筛，测定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂，其特征在于，它由以下按重量份配比的原料混合配制成：铁锰复合物2份、蚕沙有机肥1份和/或腐殖质有机肥1份。

【技术特征摘要】
1.一种可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂，其特征在于，它由以下按重量份配比的原料混合配制成：铁锰复合物2份、蚕沙有机肥1份和/或腐殖质有机肥1份。2.根据权利要求1所述可降低土壤中重金属砷、锑有效态的土壤改良剂，其特征在于，所述铁锰复合物的配制方法是：按照Fe2+:Mn7+＝3:1的摩尔比例称量12.51gFeSO4·7H2O和2.34gKMnO4，分别加纯水配置成200mL的溶液，在磁力搅拌作用下将FeSO4·7H2O溶液缓慢加入到KMnO4溶液中，立即用4mol·L-1的NaOH溶液将上述混合液的pH值调至7-8，持续搅拌1h，室温静置15h，过滤，去离子水洗涤沉淀物三遍，105℃恒温干燥4h，磨碎过100目筛，即制成铁锰复合物。3.根据权利要求1所述可降低土壤中重金...

【专利技术属性】
技术研发人员：容群，张超兰，邓传金，黄河，徐蒙蒙，李雪，覃霞，刘毓，边鹏洋，任思为，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45