用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及土壤污染改良与修复治理的技术领域，具体而言，本发明专利技术公开了一种用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其由以下重量含量的成分组成：45～49％的石灰、45～49％的沸石、4～6％的过磷酸盐和0.8～1.2％的生物质炭。本发明专利技术还同时公开了上述用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂的施用方法：均匀施入土壤，添加量为1.25kg·m

Soil amendment for remediation of soil Cd pollution and its application

The invention relates to the technical field of soil pollution improvement and remediation and remediation. In particular, the invention discloses a soil modifier for the remediation of soil Cd pollution, which consists of the following weight content components: 45 to 49% lime, 45 to 49% zeolite, 4 to 6% perophosphate and 0.8 to 1.2% biomass carbon. The invention also discloses the application method of the soil amendment used for repairing soil Cd pollution: the soil is uniformly applied, and the addition amount is 1.25Kg. M.

【技术实现步骤摘要】
用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂及其应用
本专利技术涉及土壤污染的改良与修复治理的
，具体涉及土壤重金属污染中的Cd污染的改良与修复治理。
技术介绍
随着现代社会的进步，镉已在核工业、电池业、电镀业、塑料业等得到广泛应用，通过大气沉降和人类生产活动进入土壤，使得土壤Cd污染日趋成为一个严重的问题。同时镉是种毒性极强的污染元素，对人体和动植物均具有严重危害，其具有较强的移动性和生物富集性。我国土壤Cd污染情况不容乐观，2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示镉污染物点位超标率达到7.0％。从20世纪80年代日本因含镉废水灌溉农田导致的骨痛病，到2013年的湖南“镉大米”事件，频频发生的镉污染事件，为食品安全问题敲响警钟。针对镉污染土壤的治理，土壤改良剂被认为是一种较为经济、方便的土壤修复方法。土壤改良剂按原料来源一般分为天然改良剂、合成改良剂、天然-合成共聚物改良剂、生物改良剂四大类，其中天然改良剂的运用较为广泛。常用的天然改良剂有石灰、沸石、生物质炭、膨润土、蛭石、泥炭等。同时发现施肥对植物吸收镉存在一定的影响，大量研究表明钙镁磷、磷酸氢钙和磷酸二氢钾加入土壤，使土壤pH值升高，从而降低镉的生物有效性；而对于过磷酸盐降低土壤重金属的有效性的报道较少。因使用单一土壤改良剂易出现土壤质量退化的情况，现在的土壤改良剂多采用两种或两种以上改良剂混合组合使用或改良剂与肥料配合使用。有报道利用天然沸石和石灰研究对土壤镉形态的转化，发现石灰(Ca(OH)2)2g/kg土和沸石(70％斜发沸石)60g/kg土的组合效果最好，可使土壤中交换态镉含量下降了34.68％。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂及其应用。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其由以下重量含量的成分组成：45～49％的石灰、45～49％的沸石、4～6％的过磷酸盐和0.8～1.2％的生物质炭。作为本专利技术的用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂的改进，其由以下重量含量的成分组成：47％的石灰、47％的沸石、5％的过磷酸盐和1％的生物质炭。作为本专利技术的用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂的改进：所述过磷酸盐为颗粒态过磷酸钙，石灰为粉末状氧化钙，沸石为粉末状人造沸石，生物质炭为竹子在无氧密闭容器中加热至600±50℃热处理2小时制备所得。本专利技术还同时提供了上述用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂的施用方法：均匀施入土壤(通过耕作技术使改良剂与土壤混合均匀)，添加量为1.25kg·m-2～5kg·m-2(按土壤重量比相当于0.5％～2％)。作为本专利技术的用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂的施用方法的进一步改进：优选添加量为1.25kg·m-2、2.5kg·m-2(按土壤重量比相当于0.5％、1％)。本专利技术实际使用时，将改良剂各成分混合均匀后，施入Cd污染土壤中，与土壤充分混合。在本专利技术中，石灰、沸石和过磷酸盐等均能通过常规的市购形式获得。在本专利技术中：本专利技术改良剂中石灰成分可提高土壤pH，改良酸性土壤，降低重金属Cd的有效性；沸石具有保存水分，吸附土壤中重金属的能力。生物质炭同样具有降低土壤中重金属的有效态的能力。改良剂中的过磷酸盐同时是一种肥料，在降低土壤重金属的有效态的同时，可以为植物提供P，提高植物的生物量。本专利技术中的改良剂原料价格低廉，适宜广泛推广。本专利技术在重度镉污染土壤中，施用该改良剂能有效降低土壤中Cd的有效态含量，降低水稻糙米中镉的含量，同时能提高水稻产量，达到国家规定的粮食卫生标准。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是淹水培养90天期间土壤pH的变化对比图；图2是淹水培养90天期间土壤交换态Cd的变化对比图；图3是改良剂对水稻生长期间土壤中交换态Cd的影响对比图；图4是水稻各部位全镉含量对比图。具体实施方式以下结合具体实施例进一步阐明本专利技术。下述实施例中所涉及的方法，如无特别说明均为常规方法，所设原料如无特别说明，均为市售原料。实施例1、一种用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其由以下重量含量的成分组成：47％的石灰、47％的沸石、5％的过磷酸盐和1％的生物质炭。所述过磷酸盐为颗粒态过磷酸钙；石灰为粉末状氧化钙；沸石为粉末状人造沸石；生物质炭的制备方法为：将竹子放入无氧密闭容器中加热至600℃热处理2小时，得生物质炭。实验1、一种改良剂用于土壤Cd污染的淹水培养改良实验与2016年6月～2016年11月在浙江省杭州市浙江大学紫金港校区实验室进行。供试土壤为取自浙江省杭州市浙江大学紫金港校区西区水稻田，该土壤pH值为6.52，全镉0.02mg·kg-1。采用培养实验，每培养桶风干水稻土0.5kg，以CdSO4溶液的形式添加Cd20mg·kg-1土，混合均匀，调节土壤含水量至60％田间持水量，稳定化一周。分别设置0(不添加土壤改良剂，CK)、0.5％、1％、2％、4％、10％的改良剂添加量水平。加入改良剂，混合均匀后，每个平行样中加入足够的去离子水使水淹没土壤表面并使表面水层达1-2cm，室温培养，培养过程中用称重法补水。注：按耕作层20cm，土壤容重为1.25t/m3计算，上述0.5％、1％、2％、4％、10％的添加量分别为1.25kg·m-2、2.5kg·m-2、5kg·m-2、10kg·m-2和25kg·m-2。实验结果：本专利技术改良剂加入Cd污染土壤，显著升高土壤pH值，且改良剂添加的量越大，土壤pH值上升的值越大(图1)。淹水培养第1天，改良剂添加量为10％和4％处理pH值分别上升到12.22和11.96，与CK相比，改良剂量添加为10％、4％、2％、1％和0.5％时，土壤pH值依次上升了5.24、4.98、4.22、2.49和1.51。培养90天后，各处理pH值有缓慢的下降，改良剂添加量为2％下降最大，下降了1.18，其次是改良剂添加量为4％，下降了0.97。本专利技术改良剂加入Cd污染土壤，可以显著降低土壤中交换态Cd含量(图2)。培养90天，与CK相比，改良剂添加量为10％、4％、2％、1％和0.5％交换态Cd依次降低了98.77％、98.03％、98.13％、89.49％和75.55％。培养90天期间，改良剂添加量为1％交换态Cd降低幅度最大，降低了80.25％，其次是0.5％，降低了80.25％。由上述结果可知，改良剂添加量为10％和4％可显著降低土壤中交换性Cd含量，但其极易增大土壤pH值使植物不易存活，不适于实际推广应用。为找到改良剂添加量，即，最为适宜既降低土壤Cd的生物可利用性又保证农作物正常生长的添加量，专利技术人进行了如下实验2所述的水稻盆栽试验。实验2、本专利技术改良剂在Cd污染土壤上的应用1、实验情况改良实验于2017年3月～2017年7月在浙江省杭州市浙江大学紫金港校区温室进行。供试土壤为取自浙江省宁波市横溪镇的水稻土，试验栽培作物：水稻(品种名：陵两优7717)。表1、供试土壤的理化性状采用盆栽实验。每盆装土3kg，人为加入硫酸镉溶液，调节至土壤Cd10mg·kg-1土，混合均匀，稳定2周。加入改良剂用量为0(CK)、0.5％、1％、2％作为实验组，同时设置一组完全空白(CK0)即不加Cd污染和改良剂。重复3次。按不同添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其特征在于由以下重量含量的成分组成：45～49％的石灰、45～49％的沸石、4～6％的过磷酸盐和0.8～1.2％的生物质炭。

【技术特征摘要】
1.用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其特征在于由以下重量含量的成分组成：45～49％的石灰、45～49％的沸石、4～6％的过磷酸盐和0.8～1.2％的生物质炭。2.根据权利要求1所述的用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其特征在于由以下重量含量的成分组成：47％的石灰、47％的沸石、5％的过磷酸盐和1％的生物质炭。3.根据权利要求1或2所述的用于修复土壤Cd污染的土壤改良剂，其特征在于：所述过磷酸盐为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇春，蔡梅，邸洪杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33