专利名称：一种用于植物修复砷污染土地的添加剂及其制备方法
技术领域：
本方法涉及以砷超富集植物(hyperaccumulator)-蜈蚣草为材料，提高其修复砷污染土地(包括湿地)效率的强化辅助技术。该方法通过施用合适的添加剂提高蜈蚣草对土地中砷的吸收量，以达到更快地降低土地环境中砷污染物含量的目的。
背景技术：
土壤砷污染问题即普遍又难以解决。砷超富集植物的发现为砷污染土地的修复提供了新的思路和趋势，即利用这类特殊的植物为技术核心并辅以强化手段修复污染环境。蜈蚣草是一种生物量大、耐砷能力强、富集砷快的超富集植物，具有分布区域广、适用能力强等优点(陈同斌等，科学通报，2002，47(3)207-210)。在利用蜈蚣草修复砷污染土壤技术方面，中国发明专利(申请号CN01120519.9；公开号CN1397390)报道了一种植物修复技术，该技术廉价、快速、且有利于维持土壤基本理化性状，为砷污染土地治理工作提供一种新的途径。
但是上述专利并没有涉及到如何提高植物修复效率的添加剂。实验研究发现，添加剂的应用可以进一步提高植物修复效率。添加剂的施用一方面可以提高土壤肥力和增加修复植物的产量，另一方面可以提高土壤中砷的生物有效性，还可在一定程度上改良土壤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于植物修复砷污染土地的添加剂。
本发明的又一目的在于提供制备上述添加剂的万法。
为实现上述目的，本发明提供的植物修复砷污染土地的添加剂，其成份与用量关系为(A)磷酸二氢钙25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸钾22-29公斤；或(B)碳酸氢铵84-113公斤、磷酸二氢钾29-38公斤、硫酸钾33-37公斤；以及A或B重量20％的胶结剂；所述胶结剂为堆腐后的城市污泥堆肥。
其中砷污染土地包括湿地。
本发明提供的制备上述添加剂的方法，将磷酸二氢钙25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸钾22-29公斤与上述成份总重量20％的胶结剂；或将碳酸氢铵84-113公斤、磷酸二氢钾29-38公斤、硫酸钾33-37公斤与上述成份总重量20％的胶结剂混匀、造粒、冷却、干燥、包装即得成品；所述胶结剂为堆腐后的城市污泥堆肥。
本发明中添加剂选用的均为普通常用的化工原料，获取容易，价格低廉。经造粒等工序制成的成品后，其施用方便且不易起尘，并能保持肥效和活化能力的稳定供应。在实际修复应用中，将添加剂在移栽蜈蚣草之前撒到土壤表面，不仅可以提高植物产量，还可“活化”土壤中的砷，促进蜈蚣草对砷的吸收。
本发明表明，使用本添加剂可明显促进蜈蚣草的生长及其对砷的累积；田间种植蜈蚣草在7个月后生物量可高达2.5t/ha，砷修复效率为8％，比不施磷处理提高了5.5％。应用合适的添加剂能够及时补充植物正常生长所需要的营养元素，有利于蜈蚣草的生长发育，还能促进其对土地中砷的吸收，进而达到提高修复效率、节约修复时间和减少修复成本的目的。但不同种类的添加剂对植物的生长发育影响不同，对提高砷的有效性作用也不尽相同。因此，在植物修复过程中，应根据修复植物的种类、土壤污染特征、土壤理化性质及重金属特性进行科学合理的施用添加剂才能够达到提高修复效率的目的。
图1为实施例3的效果比较图。
具体实施例方式
以下是添加剂及其制备方法的实施例。
实施例1先将磷酸二氢钙25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸钾22-29公斤混匀，再与上述总重量20％的堆腐后的城市污泥堆肥作为胶结剂，相互混匀、造粒、冷却、干燥、包装即得成品(本发明提及的混匀、造粒、冷却、干燥、包装等工艺均为公知技术，在此不多作描述)。将该添加剂撒到待修复的砷污染土地上，然后灌水，再种植蜈蚣草进行修复。蜈蚣草生长好，并且土地中砷的去除效率高达8％，比对照土壤提高了2.5倍。
实施例2先将碳酸氢铵84-113公斤、磷酸二氢钾29-38公斤、硫酸钾33-37公斤混匀，再与上述总重量20％腐后的城市污泥堆肥作为胶结剂，相互混匀、造粒、冷却、干燥、包装即得成品。将该添加剂撒到待修复的砷污染土地上，然后灌水，再种植蜈蚣草进行修复。蜈蚣草生长好，并且土地中砷的去除效率高达6％，比对照土壤提高了2倍。
实施例3在室内进行盆栽对照实验。将孢子萌发的蜈蚣草苗(10-15cm高)移栽到砷浓度为207mg/kg的土壤及不同添加剂处理中。待蜈蚣草生长120天后收获。施用实施例1和2添加剂的砷累积量分别为每盆11g和8g，而不施添加剂处理的砷累积量为3g。如图1所示。
实施例4在砷污染土壤的现场修复中，在种植蜈蚣草前将该添加剂撒到待修复的砷污染土地上，然后灌水，移栽蜈蚣草。待蜈蚣草生长7个月后收获。表1列出本发明的添加剂实际施用的效果。施用添加剂的生物量分别为1686和2074kg/ha，是不施添加剂处理的1.6和2.0倍；砷累积量分别为2.48和2.86kgAs/ha，是不施添加剂处理的2.9和3.4倍。
表1现场修复中不同添加剂处理下蜈蚣草生长和累积砷
本发明的生产工艺简便，生产成本低，植物增产效果好，植物修复效率高。因此，具有良好的经济和环境效益，适合于砷污染土壤的修复工作中推广应用。
权利要求
1.一种用于植物修复砷污染土地的添加剂，其成份与用量关系为(A)磷酸二氢钙25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸钾22-29公斤；或(B)碳酸氢铵84-113公斤、磷酸二氢钾29-38公斤、硫酸钾33-37公斤；以及A或B重量20％的胶结剂；所述胶结剂为堆腐后的城市污泥堆肥。
2.如权利要求1所述的添加剂，其中砷污染土地包括湿地。
3.制备权利要求1所述添加剂的方法，将磷酸二氢钙25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸钾22-29公斤与上述成份总重量20％的胶结剂；或将碳酸氢铵84-113公斤、磷酸二氢钾29-38公斤、硫酸钾33-37公斤与上述成份总重量20％的胶结剂混匀、造粒、冷却、干燥、包装即得成品；所述胶结剂为堆腐后的城市污泥堆肥。
4.如权利要求3所述的制备方法，其中先将磷酸二氢钙、尿素、硫酸钾，或碳酸氢铵、磷酸二氢钾、硫酸钾混匀后再与胶结剂混匀。
全文摘要
一种用于植物修复砷污染土地的添加剂，其成份与用量关系为(A)磷酸二氢钙25－33公斤、尿素33－44公斤、硫酸钾22－29公斤；或(B)碳酸氢铵84－113公斤、磷酸二氢钾29－38公斤、硫酸钾33－37公斤；以及A或B重量20％的胶结剂；所述胶结剂为堆腐后的城市污泥堆肥。其制备方法是将磷酸二氢钙、尿素、硫酸钾，或碳酸氢铵、磷酸二氢钾、硫酸钾与上述成份总重量20％的胶结剂混匀、造粒、冷却、干燥、包装即得成品。在种植蜈蚣草前将该添加剂撒到待修复的砷污染土地上，然后灌水。添加剂的使用不仅能够提高其修复砷污染的效率，还能提供蜈蚣草的正常生长所需的营养，从而达到更快速清除砷污染的目的。
文档编号C09K17/02GK101069892SQ20061007821
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者陈同斌, 廖晓勇, 肖细元, 谢华 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所