一种用于南方水稻田重金属铬污染的钝化剂及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于农田土壤重金属污染修复技术领域，具体涉及一种用于南方水稻田重金属铬污染的钝化剂及其制备方法。


背景技术：

[0002]
在我国污灌区，长期、大量的污染物输入使土壤中的各项污染物浓度超标，成为制约我国经济发展和群众身体健康的关键因素。全国土壤污染状况调查公报中，重金属铬是我国主要的重金属污染物之一。长期使用污水灌溉，会使土壤中重金属残留累积，当其常年累积量超过土壤的环境容量时，会对食物和人体造成危害，因而受到我国科研工作者的高度关注。铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和dna造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种用于南方水稻田重金属铬污染的钝化剂，通过钝化降低土壤中游离态重金属铬含量，从而防止土壤中重金属铬迁移至水稻籽粒中，保障食品安全，解决南方重金属铬污染水稻田种植过程中的粮食安全问题。
[0004]
本发明是这样实现的：
[0005]
本发明提供一种用于南方水稻田重金属铬污染的钝化剂，包括生物质炭、海泡石和有机调理剂，所述有机调理剂由豆饼、酒槽、纤维素、磷矿粉发酵制备而成。
[0006]
豆饼、酒槽、纤维素、磷矿粉和水，可降低土壤中的游离态重金属铬从而防止土壤中的重金属铬迁移至水稻籽粒中；同时，酒糟、豆饼、纤维素和磷矿粉发酵后在土壤中可有效提高土壤肥力，为水稻生长提供有效的养分，解决大部分其他钝化剂施撒造成农田产量降低的矛盾。
[0007]
钝化剂中的生物质炭和海泡石作为钝化材料添加到土壤中，可使土壤中重金属的各种赋存形态发生变化，由游离态转变为螯合态或稳定态，从而达到钝化的作用。此钝化剂为弱碱性钝化剂，ph值在7-8之间，南方水稻田大部分未酸性土壤，是限制农产品产量的关键因素，通过此钝化剂的施撒，可改善土壤的酸性条件，提高农产品产量。
[0008]
进一步地，生物质炭的制备方法为：将水稻秸秆清洗后烘干，剪成1-2cm长的小段，称取部分秸秆放于带盖的坩埚中，放于400℃的马弗炉中高温裂解3-5h，冷却后过60-100目，得到水稻秸秆生物炭。
[0009]
进一步地，有机调理剂各组分按重量份数分别为：豆饼10-20份，酒槽5-8份，纤维素20-30份、磷矿粉20-30份，水30-40份。
[0010]
进一步地，所述钝化剂按照重量份数由以下组分制备混合而成：豆饼10份、酒糟8份、纤维素30份、磷矿粉30份，水40份、生物质炭40份、海泡石50份。生物质炭通过水稻秸秆，待水稻收成后可将水稻秸秆备用用以制作生物质炭，资源利用率高。施用钝化剂，改善了土壤中的重金属离子的形态，由游离态转变为螯合态或稳定态，起到钝化的作用；
[0011]
进一步地，所述按照重量份数由以下组分制备混合而成：豆饼20份、酒糟5份、纤维素20份、磷矿粉20份，水30份、生物质炭50份、海泡石40份。
[0012]
本发明还提供上述用于南方水稻田重金属铬污染的钝化剂的制备方法，其包括下列步骤：
[0013]
将酒槽加入对应重量份数的水中，搅拌至溶解，再加入豆饼、磷矿粉、纤维素混合均匀，调节ph至6-8，堆置物料并保持含水率不低于45％且不高于80％，每两天翻堆一次，总共堆置8天，发酵结束后，再加入对应重量份数的生物质炭和海泡石，充分搅拌均匀后即可。
[0014]
本发明具有以下有益效果：
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1、本发明的钝化剂配方较为简单，且全部材料均为常见物质，价格便宜，并可显著减少重金属铬从土壤向农作物中迁移，从而降低农产品中重金属铬的含量。
[0016]
2、本发明的钝化剂可显著改善南方水稻田的土壤环境，提高农产品产量。
[0017]
3、本发明根据不同的重金属铬污染程度制定了不同的钝化剂配方，并可根据实际情况进行配方的调整。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]
实施例1
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钝化剂含豆饼、酒糟、纤维素、磷矿粉、水、生物质炭和海泡石，按照重量份数配方如下：
[0021][0022][0023]
将酒槽加入水中，搅拌至溶解，再加入豆饼、磷矿粉、纤维素混合均匀，调节ph至6-8，堆置物料并保持含水率不低于45％且不高于80％，每两天翻堆一次，总共堆置8天，发酵结束后，再加入对应重量份数的生物质炭和海泡石，充分搅拌均匀后制成。
[0024]
总共选取3块重金属铬低污染的水稻田(编号为1、2、3)进行实验，按照300kg/亩的比例添加上述钝化剂至水稻田中，采用翻耕机将钝化剂和土壤充分混匀后，按照当地种植习惯种植一季中稻，到9月收割中稻时进行取样检测，评估修复效果。
[0025]
实施例2
[0026]
钝化剂含豆饼、酒糟、纤维素、磷矿粉、水、生物质炭和海泡石，按照重量份数配方如下：
[0027][0028]
将酒槽加入水中，搅拌至溶解，再加入豆饼、磷矿粉、纤维素混合均匀，调节ph至6-8，堆置物料并保持含水率不低于45％且不高于80％，每两天翻堆一次，总共堆置8天，发酵结束后，再加入对应重量份数的生物质炭和海泡石，充分搅拌均匀后制成。
[0029]
总共选取3块重金属铬高污染的水稻田(编号为1、2、3)进行实验，按照500kg/亩的比例添加上述钝化剂至水稻田中，采用翻耕机将钝化剂和土壤充分混匀后，按照当地种植习惯种植一季中稻，到9月收割中稻时进行取样检测，评估修复效果。
[0030]
将实施例1、实施例2中试验后的水稻田与施用钝化剂前的水稻田进行对比，水稻中的重金属铬含量见表1。
[0031]
表1
[0032][0033]
从表1可看出，实施例1和实施例2中施用本发明钝化剂后重金属铬的含量都有明显降低，本发明钝化剂一方面能够通过钝化降低土壤中游离态重金属铬含量，从而防止土壤中重金属铬迁移至水稻籽粒中，另一方面钝化剂中含有大量可供水稻吸收的肥料，施撒钝化剂也可增加土壤肥料提高水稻亩产量，对南方水稻田重金属铬污染的修复具有很显著
的效果。
[0034]
本发明的钝化剂所用原料轻易可得，在其他行业如农业生产、工业制造等各个领域应用普遍，对环境无二次污染风险且价格便宜；同时本钝化剂为弱碱性，将发酵后的土壤有机调理剂与生物质炭和海泡石混合后作为钝化剂使用，所用材料均无污染物超标，不会造成二次污染，其ph值在7-8之间，南方水稻田大部分未酸性土壤，是限制农产品产量的关键因素，通过此钝化剂的施撒，可改善土壤的酸性条件，提高农产品产量。
[0035]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。