一种降低烟草中镉含量的方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于降低烟草重金属含量的技术领域，具体涉及一种能够有效降低烟叶中 镉含量的方法。
【背景技术】：
[0002] 我国农田土壤镉(Cd)超过《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》n级的比例高达 11.9%-21.1 %，较其他重金属超标严重，并以每年0.004mg/kg速度增加，为农田环境质量 首要监控元素。土壤中Cd易被植物吸收，进入食物链危害人体健康。比如:烟草是Cd高富集 植物，其中烟叶Cd积累量占吸收总量的50-80 %。在烟草燃吸过程中，烟叶中镉容易以气溶 胶等形态进入人体，有报道指出终身吸烟者Cd积累量是不吸烟者（15mg)的2倍，而血Cd浓度 高达4-5倍。长期血Cd浓度高可引起人体某些器官病变甚至癌变。因此通过修复种植土壤从 而降低烟草镉含量成为烟草和健康等领域的研究热点。
[0003] 现在化学修复的方法在土壤重金属治理中广泛应用，但成本较高，有些还存在效 果不稳定或对土壤性质、结构造成不利等缺陷，以至于对土壤的钝化修复效果不理想；而低 成本的土壤镉钝化剂的效果不佳。目前重金属污染土壤原位钝化修复是一种低投入、高效 果的治理重金属污染的方法，因满足了治理污染土壤和农产品安全生产的需求，而广泛被 人们采用，主要是向污染土壤中施入一些改良剂，如沸石、石灰、磷酸盐和有机物料等，改变 土壤PH值，增加吸附点位以及促进重金属离子与其他离子发生共沉淀等来降低重金属的移 动性、毒性和生物有效性。目前利用土壤原位钝化修复技术来降低其他农作物镉含量的研 究较多，降低烟叶中镉含量的报道较少。本发明采用的改良剂为硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石 和碱木质素，硅酸钠能提高土壤PH值，改变根外土壤中镉的形态，降低镉的活性和生物有效 性，磷酸二氢钾是一种廉价有效的化学固定剂被用于镉污染土壤的修复，沸石有较强的离 子交换性能和较大的比表面积，可作为土壤改良剂，对盐碱地和酸性土壤有显著效果，碱木 质素结构中包含众多官能团，碱木质素直接可以用作吸附剂，在吸附、去除各种重金属离子 时效果明显。在国内外研究中，探讨硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石和碱木质素单独施用于种植 土壤中来治理重金属污染的文献有少量报道，但对四者的联合施用研究却是首次报道。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的是提供一种降低烟草中镉含量的方法。该方法成本低，操作简单，效 果显著，通过使用能有效钝化烟草种植镉污染土壤中的镉，从而有效降低烟草中镉含量。
[0005] -种降低烟草中镉含量的方法，将修复剂与镉污染土壤混合用于钝化种植烟草土 壤中的镉，从而降低烟草中镉含量，修复剂成分为硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石和碱木质素。
[0006] 所述的方法中，硅酸钠和磷酸二氢钾施加量分别为50-100kg/667m2和20-40kg/ 667m 2;沸石和碱木质素的施加量分别为200-300kg/667m2和50-100kg/667m2。优选硅酸钠和 磷酸二氢钾施加量分别为751^/667111 2和301^/6671112;沸石和碱木质素的施加量分别为 250kg/667m2和75kg/667m 2。
[0007] 所述的方法中，沸石为天然斜发沸石，碱木质素为从造纸废液中分离制造出的碱 法木质素，沸石和碱木质素经粉碎机粉碎后过120目筛网;硅酸钠和磷酸二氢钾均为工业级 化学试剂。
[0008] 所述的方法中，将修复剂撒施在土壤表面，然后进行土壤深耕;平衡10-14天即完 成土壤处理过程。然后进行起垄待栽，在烟草生长期间采用常规施肥和常规管理。
[0009] 所述的方法中先施加硅酸钠和磷酸二氢钾，再施加沸石和碱木质素。
[0010] 本发明方法适合于处理含锦量为〇.3mg/kg~I .Omg/kg的种植烟草的土壤。
[0011] 本发明方法中使用的硅酸钠能提高土壤pH值，增加土壤对镉的吸附，改变根外土 壤中镉的形态，从而降低镉的活性和生物有效性，减少镉向烟草中迀移。沉积在烟草根部内 皮层的硅能够限制镉的质外体运输过程，阻止镉向烟草地上部分迀移。
[0012] 磷酸二氢钾既能为烟草提供必须的磷钾营养元素，同时，其中的磷酸根离子能与 金属离子形成难溶的金属磷酸盐沉淀，降低镉在土壤中的迀移。磷酸盐能限制镉在植物体 内的迀移，抑制镉往烟草地上部分的传输，减少烟草对镉的吸收。
[0013 ]沸石能提高土壤P H值，有较强的离子交换性能和较大的比表面积，能改变土壤中 镉的形态，可降低镉的活性和生物有效性，可作为土壤改良剂，对盐碱地和酸性土壤有显著 效果。
[0014] 碱木质素结构中包含众多官能团，有较强的吸附能力和较大的比表面积，碱木质 素直接可以用作吸附剂，在吸附、去除各种重金属离子时效果明显。
[0015] 总之，本发明将硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石、碱木质素联合施入土壤，其协同作用能 有效修复镉污染土壤，并能降低酸性镉污染土壤中镉的生物有效性。利用本发明的方法不 但不影响烟草生长和产量，并能有效降低烟草中镉含量20-30%，在烟草种植领域具有良好 的应用前景。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点在于：1.本发明中采用了沸石和碱法碱木质素，沸 石廉价易得，碱木质素是从造纸废液中分离制造出的碱法木质素，这两种均能有效增加土 壤对镉的吸附，可有效降低酸性镉污染土壤中镉的生物有效性，不仅实现了现有废弃物资 源的回收再利用，而且对节约资源、保护生态环境具有重要意义。2.能最大限度地发挥硅、 磷、碱木质素和沸石的协同作用对土壤重金属镉的钝化、抑制及吸收，有效降低土壤中重金 属镉的生物有效性，阻止重金属镉向烟草体内和地上部分迀移，降低烟草中重金属镉含量。 3.该方法廉价有效、操作简单可靠，在短期内可降低镉污染程度，治理费用较低。
【附图说明】
[0017]图1为实施例2、实施例3和实施例4对植烟土壤中各形态镉比例的影响。
【具体实施方式】：
[0018] 以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[0019] 实施例1
[0020] 本实施例中的土壤为多年植烟土壤，土壤pH值为6.08，有机质含量31.9g/kg，镉含 量为 0.35mg/kg。
[0021] 在起垄前，将硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石和碱木质素四种材料单独、两种组合、三种 组合和四种组合施入土壤，施加量分别为75kg/667m2、30kg/667m2、250kg/667m 2和75kg/ 667m2;进行土壤深耕，使硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石、碱木质素与土壤充分混合，平衡10-14 天即完成土壤处理过程，然后进行起垄待栽，移栽烟草品种为K326。在烟草生长期间采用常 规施肥和常规管理，成熟收获后采用电感親合等离子体质谱仪(Thermo Scientific iCAP Q ICP-MS)测定烟叶中镉含量。
[0022]以不施加任何添加剂，深耕、起垄后种植烟草为对照(CK)。
[0023]实施例1试验结果表明，硅酸钠、磷酸二氢钾、沸石和碱木质素四种材料协同处理 对降低烟叶中镉含量的效果最佳。
[0024]表1不同种类的修复剂对烟叶中镉含量的影响
[0027] *表格中的数字为4个重复的平均值。
[0028] 实施例2:
[0029]本实施例中的土壤为多年植烟土壤，土壤pH值为6.08，有机质含量31.9g/kg，镉含 量为 0.35mg/kg。
[0030] 在起垄前，将硅酸钠和磷酸二氢钾溶液均匀浇洒于土壤中，硅酸钠和磷酸二氢钾 的施加量分别为50kg/667m2和20kg/667m 2;再将沸石和碱木质素混合均勾撒施在土壤表面， 沸石和碱木质素的施加量分别为200kg/667m2和50kg/667m 2,然后进行土壤深耕，使硅酸钠、 磷酸二氢钾、沸石、碱木质素与土壤充分混合，平衡10-14天即完成土壤处理过程，然后进行 起垄待栽，移栽烟草品种为K326。在烟草生长期间采用常规施肥和常规管理，成熟收获后采 用电感耦合等离子体质谱仪(Thermo Scientific iCAP Q