用于治理Cd污染的复合土壤调理剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂及其制备和使用方法，其配方组分及含量为：粘土矿物20-30％，泥炭10-20％，生物炭10-20％，熟石灰25-35％，铁氧化物5-15％和微生物菌剂5-10％；该复合土壤调理剂的制备包括如下步骤：将粘土矿物、泥炭、生物炭、熟石灰及铁氧化物按比例添加后充分搅拌至混合均匀；按5-10％添加微生物菌剂，制成无机有机复合调理剂；所述微生物菌剂中至少含有一种铁还原菌、光合细菌和芽孢杆菌，将按上述方法制备的复合土壤调理剂按比例直接投加至受重金属污染农作物大田土壤中后翻耕；与现有技术相比，本发明专利技术产品配方设计巧妙合理、原位钝化效果优良、制备方法简单、生产成本低廉、施用方法简单等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境
，具体涉及一种土壤重金属调理剂及其制备和应用方法，特别是一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂及其制备和使用方法。
技术介绍
由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可降解性和不可逆转性的特点，不仅导致了土壤肥力、作物产量及作物品质的下降，还易引发地下水污染，并能够通过食物链等途径在植物、动物和人体内累积。据相关部门统计结果显示，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨，被重金属污染的粮食也多达1200万吨，合计经济损失至少在200亿元。Cd是一种非必需且生物毒性极强的重金属元素，农产品中Cd污染极为严重，尤其是大田作物中最为突出。由于土壤中的Cd污染，造成了我国水稻、蔬菜等农产品的质量下降，严重威胁了人体健康，进而影响我国农业的可持续发展。目前关于Cd等重金属污染农田土壤的治理和修复，主要通过降低土壤pH、添加螯合/络合剂及微生物修复等方式降低土壤中Cd等重金属的生物有效性及迁移性，从而达到抑制作物吸收的目的。如中国专利申请CN103567219A公开了一种用于治理镉污染土壤的多功能复合调理剂及土壤镉污染修复方法，该多功能复合调理剂包括：无机钝化剂、有机钝化剂和镉拮抗剂，将无机钝化剂和有机钝化剂结合提高钝化效果同时通过镉拮抗剂阻止镉向可食部分转移；中国专利申请CN104289515A公开了一种利用有机酸与助剂降低土壤pH值进行重金属污染土壤修复的淋洗方法；专利CN102719255B公开了一种由熟石灰、磷酸二氢钾、草木灰、蚕沙制备的重金属复合调理剂利用组分与土壤中的重金属离子通过氧化还原反应、共沉淀反应、有机络合反应转化成不溶于水的氢氧化物、磷酸盐矿物或有机络合物；专利CN102746849B公开了一种由秸秆粉、粉煤灰、合成沸石粉、稻壳灰制备的土壤重金属钝化剂通过调节土壤pH值、土壤含水率、钝化剂质量、钝化时间、钝化温度等条件，可以提高黄土农田土壤Pb的钝化效果；专利CN102925161B公开了一种由泥炭、腐熟堆肥或森林土壤腐殖质制备的广谱重金属活性钝化剂，该钝化剂利用成分本身的化学性质与重金属产生吸附固定、沉淀、络合等反应，降低土壤中的多种重金属移动性和生物活性，从而达到控制重金属进入食物链的目的；专利CN102240670B公开了一种重金属污染土壤的微生物修复方法利用微生物进行原位修复。上述专利单一地通过利用试剂组分与金属间的化学反应达到降低土壤pH值及有机/无机吸附作用的目的或通过生物修复降低土壤可溶性重金属，在重金属轻微污染地区能够将作物可食部分的Cd含量降低到可接受的水平，而对于Cd污染严重地区，其效果往往不明显。专利CN103752604B公开了一种利用生物炭和铁还原菌剂协同修复重金属污染土壤的方法，充分发挥生物炭的吸附和铁还原菌的氧化还原作用，通过二者间的协同作用极大地加速了重金属污染土壤的生物修复进程。铁还原菌剂由于制备方法简单且其厌氧代谢能力在土壤修复过程中不需要附加曝气设施使得操作便利，因此非常适合用于土壤修复过程，然而目前却尚未见有关于铁还原菌剂等微生物与其它重金属修复方法协同修复重金属的报道。
技术实现思路
针对以上技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂及其制备和使用方法，该修复剂可实现快速高效的土壤修复且其制备方法简单方便，易于大规模生产，具备良好的应用前景。本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂，其配方组分及含量配比为：粘土矿物20-30％，泥炭10-20％，生物炭10-20％，熟石灰25-35％，铁氧化物5-15％和微生物菌剂5-10％。一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：将粘土矿物、泥炭、生物炭、熟石灰及铁氧化物按含量配比添加后充分搅拌至混合均匀；按5-10％添加微生物菌剂，制成无机有机复合调理剂。所述粘土矿物主要选用高岭石、蒙脱石或伊利石，粉碎后过40目筛备用。优选地，所述的高岭土应符合GB/T14563-2008要求，所述蒙脱石或伊利石符合GB/T14563-2008要求。所述泥炭中有机质含量为40-70％，pH值6.0-7.0，经粉碎机粉碎后过40目筛备用。所述熟石灰是由石灰石经过煅烧、消化、分离除渣、离心脱水等工序后生产出的强碱性物质，主要成分为Ca(OH)2。所述微生物菌剂中至少含有一种铁还原菌、光合细菌和芽孢杆菌。进一步地，所述微生物菌剂中铁还原菌、光合细菌、芽孢杆菌的有效活菌数比例为(1-2)：(1-2)：(1-2)。优选地，所述铁还原菌为腐殖质还原棒杆菌CGMCC2452或固氮螺菌CGMCC6778中的一种或两种。优选地，所述光合细菌为沼泽红假单胞菌RhodopseudomonaspalustrisACCC10649或ACCC10650中的一种或两种。优选地，所述芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌BacillusmegateriumACCC10010。所述铁还原菌、光合细菌或芽孢杆菌可通过现有技术所公开的方法进行制备或直接由中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心购得。一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂的使用方法，其步骤如下：S1、将按上述方法制备的复合土壤调理剂按100～200kg/hm2直接投加至受重金属污染农作物大田土壤中；S2、将投加有复合土壤调理剂的土壤进行翻耕。优选地，所述农作物为水稻。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、配方设计巧妙合理，原位钝化效果优良。熟石灰能够快速提高土壤pH，并迅速降低土壤可溶性Cd含量；铁还原菌能够能够以有机物为电子供体，铁氧化物为电子穿梭体，通过催化电子受体与供体的氧化还原反应，实现有毒重金属Cd的还原固定；粘土矿、泥炭能够吸附重金属，并可以改善土壤理化性状，并可改善土壤理化性状，为微生物生长提供有利的条件。因此，土壤重金属Cd原位调理剂结合了化学方法快速降低土壤pH、有机/无机物吸附、铁还原作用钝化及有机质改良土壤等多个作用机制，能够加快土壤重金属Cd的原位钝化。2、简单适用易于推广，修复快速高效。本专利技术将熟石灰快速钝化与无机/有机吸附及生物修复等可持续钝化技术手段结合，可以快速、高效的实现土壤Cd钝化及改善土壤的理化性状；制备过程不要求复杂工艺设备，工艺路线简单，使用过程不需要附加曝气设施使得操作使用便利。3、原料环保成本低廉，二次污染小。所需物料来源广泛，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂，其特征在于配方组分及含量配比为：粘土矿物20‑30％，泥炭10‑20％，生物炭10‑20％，熟石灰25‑35％，铁氧化物5‑15％和微生物菌剂5‑10％。

【技术特征摘要】
1.一种用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂，其特征在于配方组分
及含量配比为：粘土矿物20-30％，泥炭10-20％，生物炭10-20％，熟石灰
25-35％，铁氧化物5-15％和微生物菌剂5-10％。
2.一种如权利要求1所述用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂的制
备方法，其特征在于包括以下步骤：将粘土矿物、泥炭、生物炭、熟石灰及铁
氧化物按含量配比添加后充分搅拌至混合均匀；按5-10％添加微生物菌剂，制
成无机有机复合调理剂。
3.如权利要求2所述用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂的制备方
法，其特征在于：所述粘土矿物选用高岭石、蒙脱石或伊利石，粉碎后过40目
筛备用。
4.如权利要求2所述用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂的制备方
法，其特征在于：所述泥炭中有机质含量为40-70％，pH值6.0-7.0，经粉碎机
粉碎后过40目筛备用。
5.如权利要求2所述用于治理重金属Cd污染的复合土壤调理剂的制备方
法，其特征在于：所述微生物菌剂中至少含有一种铁还原菌、光合细菌和芽孢
杆菌。
6.如权利要求5所述用于治理重金属Cd污染的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继红，王跃强，余震，郭亮，
申请(专利权)人：湖南美鑫隆生态环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43