一种稻田酸性红壤土重金属污染的复配型修复药剂及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种土壤污染防治技术领域，一种稻田酸性红壤土重金属污染的复配型修复药剂，包括有机成分、无机成分和矿物成分，所述有机成分为聚丙烯酰胺，所述无机成分为氧化钙，所述矿物成分海泡石，无机成分、有机成分和矿物成分以（4~8）：（1~4）：（1~4）质量比例混合制成复配型修复药剂。本发明专利技术还涉及该修复药剂的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种稻田酸性红壤土重金属污染的复配型修复药剂及应用
本专利技术涉及土壤污染防治
，具体涉及一种受到镉、铅、铜和砷等污染的酸性稻田修复的复配型修复药剂。
技术介绍
根据国家农业部农产品产地土壤重金属普查得知，我国重金属污染耕地面积大约1.8亿亩，大概是全国耕地面积的10%～15%，主要集中在南方地区。耕地土壤重金属污染的现状总体不容乐观，局部形势比较严峻。位于红壤丘陵区农产品产地土壤重金属超标率达17.86%。解决区域农产品产地重金属污染问题，保障农产品质量安全，已经刻不容缓。重金属由农田土壤向作物迁移是农产品重金属超标的主要原因，所以当前需要解决的问题是：如何使土壤中的有效态镉铅铜砷的含量降低，抑制镉、铅、铜和砷从土壤向农产品中迁移。钝化技术采用物理或化学的方法，把土壤中可能会对农作物生长产生危害的重金属固定，即减弱重金属有效性。使用这种方式能够降低土壤中的重金属迁移以及扩散的速度，有效减少污染物在农产品中的富集。重金属的有效性很大程度上受土壤中pH值的调节。土壤中pH值增高，金属的有效性就会显著降低，因而难以被植物吸收。相较于我国碱性的北方土壤，南方土壤pH值大多呈酸性。一般随着pH值的下降，重金属的溶解度增大，从而加速了重金属在土壤中的迁移和转化。所以，相同浓度的重金属在南方土壤的生态环境风险高于北方土壤。目前，我国南方分布着近218万平方公里酸性土壤，大部分酸性土壤的pH值小于5.5，约占国土面积的22.7％，且该类土壤大多为酸性红壤。我国南方同时也是国家重要的经济作物和粮食作物种植区，特别是水稻。相较于工业区土壤重金属修复不同，农田修复不仅要降低重金属含量，而且还要兼顾安全利用和土壤肥力，保障农产品质量和产量。目前，针对我国酸性红壤，CN110511098A提供了一种改善重金属活化的复合土壤调理剂配方，可获得高产高质的蔬菜产品，可是所述调理剂用量较高，为1404-3654kg/hm2。另有CN111807906A提供了以农业废弃物为主要成分的土壤改良剂，涉及加温加压、菌株培养、真空厌氧保存等过程，步骤繁琐，而且只涉及旱田农作物包括花生、油菜、大豆。然而，对于稻谷酸性红壤重金属修复药剂的相关专利较少，而且所述药剂用量较多，如CN110698286A提供了一种酸性稻田土壤调理剂及其应用，调理剂由蚯蚓粪、腐殖酸、石灰和腐解菌剂组成。原料配置操作简单，可是所述调理剂总用量高达1500-1600kg/亩。CN111423884A提供了一种酸性稻田土壤改良剂及其施用方法和应用，所述改良剂施用量也较大，为29250-96750kg/hm2。与这些修复药剂相比，本专利技术涉及的稻田酸性红壤重金属复配型修复药剂具有操作简单、成本低、适用范围宽、用量少等优点，可以在受重金属污染的酸性红壤水稻田中得到广泛应用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种修复稻田酸性红壤土镉、铅、铜和砷等污染的复配型修复药剂及方法。该复配型修复药剂解决了现有技术工艺复杂、使用量较多且适用范围较窄的问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种稻田酸性红壤重金属污染的复配型修复药剂，包括有机成分、无机成分和矿物成分，所述有机成分为聚丙烯酰胺，所述无机成分为氧化钙，所述矿物成分为海泡石，无机成分、有机成分和矿物成分以（4~8）：（1~4）：（1~4）质量比例混合制成复配型修复药剂。需要混合时，所述有机成分、无机成分和矿物成分均研磨过200目的筛后再混合。一种稻田酸性红壤重金属污染的复配型修复药剂的应用，用于重金属污染稻田酸性红壤土的修复。筛选过程中，复配型修复药剂在土壤中的投加量为土壤质量的1%～5%。大田试验过程中，复配型修复药剂在水稻田的投加量为100-300kg/亩。一种稻田酸性红壤重金属污染的复配型修复药剂修复土壤的方法，包括如下两个部分：S1：室内筛选实验针对采集获取的重金属污染稻田酸性红壤，挑选出其中石块、砂石以及树枝等大颗粒固废物料，然后对土壤进行干燥并研磨过2mm孔径筛后保存待用。将复配型修复药剂与上述重金属污染稻田酸性红壤混合均匀，复配型修复药剂占土壤质量比为1~5%，形成稳定化土壤，再加入蒸馏水保持土壤淹没状态。采用称重法保持水分，养护一周。得到修复后的土壤。S2：大田试验将水稻田翻土平整，施用复配型修复药剂，种植水稻，整个生育期按常规管理进行操作，水稻成熟后，对植株进行采样。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术的复配型修复药剂应用于重金属污染稻田酸性红壤修复步骤便捷，操作简单。（2）本专利技术通过采用具有协同作用的有机、无机、矿物钝化剂成分，降低土壤中的重金属镉、铅、铜和类金属砷的有效态含量，效果显著。附图说明图1为室内筛选实验土壤有效态重金属含量。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例如下：室内筛选实验：试验土壤为采集的稻田酸性红壤，经测定得其本底值，如表1所示：表1每个实验处理用100g鲜土，将制备好的复配型修复药剂按土壤质量的1%、2%、5%加入到土壤中，搅拌混合均匀，加蒸馏水呈淹没状态，称重法保持水分，养护一周。其中，氧化钙、聚丙烯酰胺和海泡石均研磨制成200目的粉末，以质量比（4~8）：（1~4）：（1~4）混匀，即制的所述稻田酸性红壤重金属复配型修复药剂。设置空白对照（CK），将复配型修复药剂按土壤质量的1%、2%、5%加入到土壤的处理分别记为实施例1、实施例2和实施例3，每个实施例设3个重复。以DTPA作提取剂，测定土壤中有效态镉、铅、铜和砷含量，计算不同用量的复配型修复药剂对土壤有效态重金属的降低率，如下表2所示：表2为了测定本专利技术对水稻稻谷中重金属吸收的影响，进行以下大田试验。试验选择在稻田酸性红壤区进行，现场将同一地区稻田划分为4个独立区域，将水稻田翻土平整后，进行田间试验，其中一个区域不施用复配型修复药剂，设为对照组，其余三个区域分别施用不同用量的复配型修复药剂，记为处理一、处理二和处理三，整个生长期按常规管理进行操作，水稻成熟后，对植株进行采样。各处理复配型修复药剂用量在下表3所示范围内：表3：测定水稻稻谷中镉、铅、铜和砷全量含量，结果显示各处理组水稻稻谷镉、铅、铜和砷含量均显著降低，各处理组具体稻谷中镉、铅、铜和砷全量含量见下表4：表4：为了对比本专利技术复配修复药剂对降低土壤有效态重金属的显著效果，我们应用已有市售土壤调理剂做了相同的室内钝化实验，记为实施例4，与实施例3相同，市售土壤调理剂在土壤中的投加量也为土壤质量的5%，搅拌混合均匀，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稻田酸性红壤重金属污染的复配型修复药剂，其特征在于：包括有机成分、无机成分和矿物成分，所述有机成分为聚丙烯酰胺，所述无机成分为氧化钙，所述矿物成分海泡石，无机成分、有机成分和矿物成分以（4~8）：（1~4）：（1~4）质量比例混合制成复配型修复药剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种稻田酸性红壤重金属污染的复配型修复药剂，其特征在于：包括有机成分、无机成分和矿物成分，所述有机成分为聚丙烯酰胺，所述无机成分为氧化钙，所述矿物成分海泡石，无机成分、有机成分和矿物成分以（4~8）：（1~4）：（1~4）质量比例混合制成复配型修复药剂。


2.根据权利要求1所述的一种稻田酸性红壤土重金属污染的复配型修复药剂，其特征在于：混合时，所述有机成分、无机成分和矿物成分均研磨过200目的筛后再混合。


3.一种权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丰松，张桂香，熊惠磊，廖晓勇，何丽霞，王佳琪，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，中科吉安生态环境研究院，太原科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11