一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，包括以下步骤：将含磷量较高的农田土壤进行翻耕，翻耕深度不小于30cm；再将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀，之后安排种植农林作物。本发明专利技术有效地固定土壤中高含量的磷，将较易溶解的可溶态磷转化为沉淀性、不易溶解的和稳定态的无机磷，降低土壤有机磷和水溶性磷含量，增加无机磷的含量，减少土壤磷流失，降低水体富营养化的发生风险，同时不影响农林作物对磷素的生长需要。

Method for reducing phosphorus loss in farmland rich phosphorus soil by flue gas desulfurization gypsum

The invention discloses a method for using flue gas desulfurization gypsum to reduce agricultural phosphorus loss, which comprises the following steps: soil phosphorus content higher for plowing, plowing depth of not less than 30cm; the flue gas desulfurization gypsum is uniformly mixed in the surface soil tillage farmland table, and then again on the soil. Turn, depth is not less than 30cm, to ensure the flue gas desulfurization gypsum and soil mixing, after planting arrangement of agricultural crops. The invention effectively fixed high content of phosphorus in soil, the more easily dissolved phosphorus dissolved into precipitation, insoluble and stable state of inorganic phosphorus, reduce soil organic phosphorus and water soluble phosphorus content, increase the content of inorganic phosphorus, reduce soil phosphorus loss, reduce the risk of eutrophication the at the same time does not affect crop growth needs of phosphorus.

【技术实现步骤摘要】
一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法
本专利技术属于环境污染治理
，具体涉及一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，该方法可显著减少农业面源污染，降低水体富营养化发生机率，尤其是利用了烟气脱硫石膏固定农田土壤中的可溶性磷，阻控了土壤磷素的流失。
技术介绍
农业土壤中过量的磷通过地表径流、土壤侵蚀、淋溶等途径逐渐向水体迁移，是导致周边水体富营养化的重要原因。在我国经济最为发达的东部沿海平原河网地区，农业集约化程度高、降水频繁，由于农业化肥的大量应用，许多地区农田的土壤磷含量都大幅升高，且利用效率较低，导致了农业面源污染严重，增加了农田径流流失磷对水环境质量的风险，河湖富营养化甚至影响到近海水域。因此，若欲继续在这些土地上进行农业生产活动，有必要实施农业面源污染的截流减排和阻控技术研究，以减少磷的流失。燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法工艺去除烟气中硫的过程会产生大量的工业废弃物——烟气脱硫石膏(CaSO4·2H2O)，近年来已经广泛应用于壤改良、矿山复垦和滩涂盐碱地脱盐和修复。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，烟气脱硫石膏有效地固定土壤中高含量的磷，将较易溶解的可溶态磷转化为沉淀性、稳定态的无机磷，降低土壤有机磷和水溶性磷含量，增加无机磷的含量，减少土壤磷流失，降低水体富营养化的发生风险。烟气脱硫石膏在控制农田磷流失上有良好的效果，其机理主要是：增加土壤渗透性，减少农田径流；增加土壤对磷的吸持能力，减少总磷和可溶性磷的流失。烟气脱硫石膏应用于农田面源污染的控制，可为我国河网地区的农业污染截流减排和污染河湖水体改善提供一种经济可靠的技术手段和理论方法，并为工业废弃物的再循环利用提供一种新的思路。本专利技术的技术方案如下：一种利用烟气脱硫石膏降低富磷土壤磷素流失的方法，包括以下步骤：(1)将含磷量较高的农田土壤进行翻耕，翻耕深度不小于30cm；(2)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀，之后安排种植农林作物。优选为，所述的烟气脱硫石膏为燃煤电厂或其他工业行业的烟气脱硫副产品。优选为，所述的烟气脱硫石膏在施用之前需要测定其中的重金属含量，主要的重金属含量不得高于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的二级标准。优选为，所述的含磷量较高的土壤是指经过检测土壤含磷量高于本地区农业面源污染的磷含量的临界值，土壤中的磷流失到周边水域后会造成水体富营养化的土壤。优选为，磷含量小于15g/kg的农田土壤，烟气脱硫石膏混入量按农田单位面积的施用量计：30-45吨/公顷。优选为，磷含量大于15g/kg的农田土壤，烟气脱硫石膏混入量按农田单位面积的施用量计：45-60吨/公顷。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：一、本专利技术采用烟气脱硫石膏(FGDGypsum)作为土壤磷素控制的改良剂，可以通过钙(Ca2+)对磷的固定作用，即生成难溶性的磷酸钙盐，降低土壤中可溶性磷的含量，从而降低了磷随着降水等流失到周边水域的风险；二、本专利技术生成的难溶性磷酸钙盐中的Ca2-P被认为是作物的有效磷源，Ca8-P是缓效磷源，Ca10-P几乎不被作物吸收，因此，在植物生长利用需要时，有效磷源Ca2-P和缓效性的Ca8-P也可以释放出来满足作物需求，因而土壤有效磷的降低和无机磷的增加并不会显著影响到植物对磷素的吸收；三、本专利技术在三年的现场示范工程表明，烟气脱硫石膏在影响土壤磷素变化的同时，还可以改变土壤的化学和物理特性，烟气脱硫石膏中的钙离子和硫离子作为营养物质还可以促进农田作物的生长；四、本专利技术施用的烟气脱硫石膏脱盐具有低生态风险，这不仅因为烟气脱硫石膏具有低的重金属含量，更多的营养物质钙和硫酸根，而且只要施用一次，就可以获得明显的降低土壤磷流失的效果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应该理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本专利技术做出的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1：本实施例在南方平原地带的某农场实施，使用的是附近某大型燃煤电厂的烟气脱硫石膏，示范工程面积为0.2ha，其中农作物种植面积为0.15ha，种植作物为旱稻品种。具体操作包括以下步骤：1)在冬季，平整含磷量较高的农田，并对富磷土壤进行旋耕，旋耕深度50cm；2)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀。3)烟气脱硫石膏的混入比例为45-60吨/公顷；4)混入烟气脱硫石膏半年后，采用人工插秧方式种植旱稻在上述富磷土壤的改良过程中，只需一次添加烟气脱硫石膏。农田日常的灌溉、施肥等管理措施均与农田周边区域一致。相比较不添加烟气脱硫石膏的对照样地，本实施例添加烟气脱硫石膏的土壤有效磷下降50％，土壤无机磷含量增加了40％，其中，钙磷含量增加近30％，土壤其他物理指标均有明显改善，且农作物的生长发育过程及产量均未受到影响。实施例2：本实施例在某高校校园植物园内实施，使用的是附近某大型燃煤电厂的烟气脱硫石膏，示范工程面积为200平方米，种植植物为松果菊。具体操作包括以下步骤：1)平整含磷量较高的土地，并对富磷土壤进行翻耕，翻耕深度30cm；2)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀；3)在翻耕的土地周边开挖排水沟，槽深45cm，宽50cm，翻耕土地的底部设长3.0m，直径5.0cm的PVC穿孔管通向排水沟槽，降雨时收集土壤的渗滤液；4)烟气脱硫石膏的混入比例为30-45吨/公顷；5)混入烟气脱硫石膏半年后，按照播种要求整地，采用人工开沟方式种植松果菊，土壤深翻25cm以上。在上述富磷土壤的改良过程中，只需一次添加烟气脱硫石膏。降雨后，收集土壤渗滤液。相比较不添加烟气脱硫石膏的对照样地，本实施例使用1年后，添加烟气脱硫石膏的土壤有效磷下降20％，渗滤液中可溶性磷下降了55％，土壤无机磷含量增加了23％，其中，钙磷增加近25％，土壤其他物理指标均有明显改善，且松果菊在苗期和花期的生长发育均未受到影响。综上，通过实施例1和实施例2可以得到：本专利技术的一种利用烟气脱硫石膏降低富磷土壤磷流失的方法，可以显著降低富磷土壤中的有机磷和土壤渗滤液中可溶性磷的含量，增加不易溶的无机磷含量，特别是钙磷的含量，且不会影响到栽植植物的生长发育和产量。以上公开的本专利技术优选实施例只是用于帮助阐述本专利技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该专利技术仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本专利技术的原理和实际应用，从而使所属
技术人员能很好地理解和利用本专利技术。本专利技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含磷量较高的农田土壤进行翻耕，翻耕深度不小于30cm；(2)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀，之后安排种植农林作物。

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含磷量较高的农田土壤进行翻耕，翻耕深度不小于30cm；(2)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的农田土壤表面，然后再次对土壤进行混翻，深度为不少于30cm，保证烟气脱硫石膏与土壤充分混匀，之后安排种植农林作物。2.根据权利要求1所述的利用烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，其特征在于，所述的烟气脱硫石膏为燃煤电厂或其他工业行业的烟气脱硫副产品。3.根据权利要求1所述的烟气脱硫石膏降低农田富磷土壤磷素流失的方法，其特征在于，所述的烟气脱硫石膏在施用之前需要测定其中的重金属含量，主要的重金属含量不得高于《土壤环境质量标准》(GB15...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺坤，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31