硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用制造技术

本发明专利技术提供了硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用，涉及土壤重金属污染防治技术领域。硫酸钾钙镁是天然肥料，所含的硫酸根可和弱碱性土壤中的铵离子形成强酸弱碱盐，水解后产生的H

【技术实现步骤摘要】
硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用


[0001]本专利技术涉及土壤重金属污染防治
，特别涉及硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用。

技术介绍

[0002]近些年我国耕地土壤重金属污染越发严重，其中首要污染物为重金属Cd。Cd是生物体非必需元素，由于其具有高迁移性、高毒害性、高积累性和难消除性，被视为生物毒性最强的重金属。
[0003]对于大面积重金属污染的土壤，尤其是中、轻度污染的耕地土壤，原位化学钝化修复技术具有实施简单，成本低廉以及治理速度快的优点。对于土壤Cd污染的原位固定钝化修复，目前使用较为广泛的钝化修复材料有石灰、羟基磷灰石等碱性材料。但是，这些修复材料通常用于修复酸性土壤Cd污染，其作用以提升土壤pH为主，通过升高土壤pH值降低重金属活度进而降低重金属的生物有效性。而对于弱碱性土壤(pH值为7.1～7.5)，土壤本底pH值相对较高，若添加磷石灰或石灰这些碱性材料，由于这类材料对于土壤pH值的提升幅度大，会使得土壤pH值增加至7.5以上，由此导致土壤碱性过强，增加土壤板结、土壤盐渍化的风险，目前几乎没有针对Cd污染的弱碱性土壤长期有效的降低土壤Cd生物有效性的原位固定钝化修复方法。此外，这些钝化修复材料往往会使土壤肥力有所降低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用。本专利技术将硫酸钾钙镁作为修复材料应用于弱碱性土壤，不仅能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，而且能够提高土壤肥力。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用；所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.5。
[0007]优选地，所述硫酸钾钙镁为颗粒状，粒径为2～4mm。
[0008]优选地，所述应用的方法包括以下步骤：
[0009]将所述硫酸钾钙镁施用在弱碱性土壤的耕作层内；
[0010]所述施用后对耕作层浇水灌溉，然后进行平衡，使硫酸钾钙镁和耕作层土壤混匀。
[0011]优选地，所述耕作层为深0～20cm范围的弱碱性土壤表层。
[0012]优选地，所述硫酸钾钙镁的施用量为耕作层土壤质量干重的0.2～0.45％。
[0013]优选地，所述硫酸钾钙镁的施用量为耕作层土壤质量干重的0.4％。
[0014]优选地，所述浇水灌溉使耕作层土壤的水分含量保持不低于耕作层土壤饱和持水量的30％。
[0015]优选地，所述平衡的时间为4～6天。
[0016]本专利技术提供了硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用；所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.5。硫酸钾钙镁是一种天然肥料，分子式为K2Ca2Mg(SO4)4·
2(H2O)，硫酸钾钙镁所含的硫酸根可以和弱碱性土壤中的铵离子形成强酸弱碱盐，水解后产生的H
+
可以使弱碱性土壤pH值降低，避免土壤碱性过强；硫酸钾钙镁中的钙离子和镁离子可以与土壤中重金属Cd形成稳定的结构(Ca
2+
和Mg
2+
可以与Cd
2+
发生置换反应，使Cd
2+
形成Cd(OH)2沉淀析出)，提高土壤残渣态Cd的比例，从而降低土壤Cd的生物有效性；并且，硫酸钾钙镁作为一种天然肥料，能提供作物生长所必需的钾及钙、镁、硫等养分元素，提高土壤肥力，施入土壤中之后还会提高土壤颗粒的团聚能力，提高土壤的缓冲能力，从而提高土壤的墒值及适耕性。本专利技术将硫酸钾钙镁作为修复材料应用于弱碱性土壤，不仅能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，而且能够提高土壤肥力。
[0017]进一步地，硫酸钾钙镁作为修复材料时的施用量为耕作层土壤质量干重的0.15～0.4％，较低的施用量即可有效降低弱碱性土壤中的重金属Cd的生物有效态含量，具有较好的经济效益。
附图说明
[0018]图1为实施例1和实施例2施用硫酸钾钙镁培养30天土壤中Cd各赋存形态的变化图；
[0019]图2为实施例1和实施例2施用硫酸钾钙镁培养90天土壤中Cd各赋存形态的变化图。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用；所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.5。
[0021]本专利技术对所述弱碱性土壤的来源没有特别的要求，所述pH值范围内的土壤均适用于本专利技术。
[0022]在本专利技术中，所述硫酸钾钙镁是以色列化工集团生产的、一种开采于英国的纯天然肥料(Polysulphte)，分子式为K2Ca2Mg(SO4)4·
2(H2O)。在本专利技术中，所述硫酸钾钙镁优选为颗粒状，粒径优选为2～4mm。在本专利技术中，硫酸钾钙镁所含的硫酸根可以和弱碱性土壤中的铵离子形成强酸弱碱盐，水解后产生的H
+
可以使弱碱性土壤pH降低，避免土壤碱性过强；硫酸钾钙镁中的氧化钙和氧化镁可以与重金属Cd形成稳定的结构，提高土壤残渣态Cd的比例，从而降低土壤Cd的生物有效性；并且，硫酸钾钙镁作为一种天然肥料，能提供作物生长所必需的钾、钙、镁、硫等养分，提高土壤肥力，施入土壤中之后还会提高土壤颗粒的团聚能力，提高土壤的缓冲能力，从而提高土壤的墒值及适耕性。本专利技术将硫酸钾钙镁作为修复材料应用于弱碱性土壤，不仅能够有效降低弱碱性土壤重金属Cd的生物有效性，而且能够提高土壤肥力。此外，所述硫酸钾钙镁作为修复材料，其自身重金属含量很低，汞、砷、Cd、铅、铬等含量低于GB15618
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2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》筛选值，环境风险较低，在降低弱碱性土壤Cd生物有效性的同时也不会对土壤造成二次污染。
[0023]在本专利技术中，所述应用的方法优选包括以下步骤：
[0024]将所述硫酸钾钙镁施用在弱碱性土壤的耕作层内；
[0025]所述施用后对耕作层土壤浇水灌溉，然后进行平衡，使硫酸钾钙镁和耕层土壤混匀。
[0026]在本专利技术中，所述耕作层优选为深0～20cm范围的弱碱性土壤表层。在本专利技术中，所述硫酸钾钙镁的施用量优选为耕作层土壤质量干重的0.2～0.45％，更优选为0.4％。
[0027]在本专利技术中，所述浇水灌溉使耕作层土壤的水分含量优选保持不低于耕作层土壤饱和持水量的30％，更优选为饱和持水量的30～40％。在本专利技术中，所述平衡的时间优选为4～6天，更优选为5天。
[0028]下面结合实施例对本专利技术提供的硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0029]实施例1
[0030]供试土壤采自江苏省徐州市贾汪区泉旺头村农田表层0～20cm范围砂姜黑土，土壤Cd含量达1.12mg/kg，基本理化性质见表1，为弱碱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.硫酸钾钙镁作为修复材料在降低弱碱性土壤Cd生物有效性中的应用；所述弱碱性土壤的pH值为7.1～7.5。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述硫酸钾钙镁为颗粒状，粒径为2～4mm。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：将所述硫酸钾钙镁施用在弱碱性土壤的耕作层内；所述施用后对耕作层土壤浇水灌溉，然后进行平衡，使硫酸钾钙镁和耕作层土壤混匀。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述耕作层为深...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁家妮，夏睿智，张晨，周伶俐，周静，周俊，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：