用于治理Cd污染的復(fù)合土壤調(diào)理劑及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種±壤重金屬調(diào)理劑及其制備和應(yīng)用方 法，特別是一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合±壤調(diào)理劑及其制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于±壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性、不可降解性和不可逆轉(zhuǎn)性的特點(diǎn)，不僅 導(dǎo)致了±壤肥力、作物產(chǎn)量及作物品質(zhì)的下降，還易引發(fā)地下水污染，并能夠通過食物鏈等 途徑在植物、動物和人體內(nèi)累積。據(jù)相關(guān)部口統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，全國每年因重金屬污染而減產(chǎn) 糧食1000多萬噸，被重金屬污染的糧食也多達(dá)1200萬噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少在200億元。
[0003] Cd是一種非必需且生物毒性極強(qiáng)的重金屬元素，農(nóng)產(chǎn)品中Cd污染極為嚴(yán)重，尤其 是大田作物中最為突出。由于±壤中的Cd污染，造成了我國水稻、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量下 降，嚴(yán)重威脅了人體健康，進(jìn)而影響我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0004] 目前關(guān)于Cd等重金屬污染農(nóng)田±壤的治理和修復(fù)，主要通過降低±壤抑、添加馨 合/絡(luò)合劑及微生物修復(fù)等方式降低上壤中Cd等重金屬的生物有效性及遷移性，從而達(dá)到 抑制作物吸收的目的。如中國專利申請CN 103567219 A公開了一種用于治理儒污染±壤的 多功能復(fù)合調(diào)理劑及±壤儒污染修復(fù)方法，該多功能復(fù)合調(diào)理劑包括:無機(jī)純化劑、有機(jī)純 化劑和儒括抗劑，將無機(jī)純化劑和有機(jī)純化劑結(jié)合提高純化效果同時通過儒括抗劑阻止儒 向可食部分轉(zhuǎn)移；中國專利申請CN 104289515 A公開了一種利用有機(jī)酸與助劑降低±壤pH 值進(jìn)行重金屬污染±壤修復(fù)的淋洗方法;專利CN 102719255 B公開了一種由熟石灰、憐酸 二氨鐘、草木灰、蠶沙制備的重金屬復(fù)合調(diào)理劑利用組分與±壤中的重金屬離子通過氧化 還原反應(yīng)、共沉淀反應(yīng)、有機(jī)絡(luò)合反應(yīng)轉(zhuǎn)化成不溶于水的氨氧化物、憐酸鹽礦物或有機(jī)絡(luò)合 物；專利CN 102746849 B公開了一種由賴桿粉、粉煤灰、合成沸石粉、稻殼灰制備的±壤重 金屬純化劑通過調(diào)節(jié)±壤pH值、±壤含水率、純化劑質(zhì)量、純化時間、純化溫度等條件，可W 提高黃±農(nóng)田±壤口6的純化效果；專利CN 102925161 B公開了一種由泥炭、腐熟堆肥或森 林±壤腐殖質(zhì)制備的廣譜重金屬活性純化劑，該純化劑利用成分本身的化學(xué)性質(zhì)與重金屬 產(chǎn)生吸附固定、沉淀、絡(luò)合等反應(yīng)，降低±壤中的多種重金屬移動性和生物活性，從而達(dá)到 控制重金屬進(jìn)入食物鏈的目的；專利CN 102240670 B公開了一種重金屬污染±壤的微生物 修復(fù)方法利用微生物進(jìn)行原位修復(fù)。上述專利單一地通過利用試劑組分與金屬間的化學(xué)反 應(yīng)達(dá)到降低±壤pH值及有機(jī)/無機(jī)吸附作用的目的或通過生物修復(fù)降低±壤可溶性重金 屬，在重金屬輕微污染地區(qū)能夠?qū)⒆魑锟墒巢糠值腃d含量降低到可接受的水平，而對于Cd 污染嚴(yán)重地區(qū)，其效果往往不明顯。
[0005] 專利CN 103752604 B公開了一種利用生物炭和鐵還原菌劑協(xié)同修復(fù)重金屬污染 ±壤的方法，充分發(fā)揮生物炭的吸附和鐵還原菌的氧化還原作用，通過二者間的協(xié)同作用 極大地加速了重金屬污染±壤的生物修復(fù)進(jìn)程。鐵還原菌劑由于制備方法簡單且其厭氧代 謝能力在±壤修復(fù)過程中不需要附加曝氣設(shè)施使得操作便利，因此非常適合用于±壤修復(fù) 過程，然而目前卻尚未見有關(guān)于鐵還原菌劑等微生物與其它重金屬修復(fù)方法協(xié)同修復(fù)重金 屬的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對W上技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合± 壤調(diào)理劑及其制備和使用方法，該修復(fù)劑可實(shí)現(xiàn)快速高效的±壤修復(fù)且其制備方法簡單方 便，易于大規(guī)模生產(chǎn)，具備良好的應(yīng)用前景。
[0007] 本發(fā)明通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[000引一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合±壤調(diào)理劑，其配方組分及含量配比為：粘± 礦物20-30%，泥炭10-20%，生物炭10-20%，熟石灰25-35%，鐵氧化物5-15%和微生物菌 劑5-10 %。
[0009] 一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合±壤調(diào)理劑的制備方法，包括W下步驟:將粘 ±礦物、泥炭、生物炭、熟石灰及鐵氧化物按含量配比添加后充分?jǐn)埌柚粱旌暇鶆?；按? ι?% 添加微生物菌劑，制成無機(jī)有機(jī)復(fù)合調(diào)理劑。
[0010] 所述粘±礦物主要選用高嶺石、蒙脫石或伊利石，粉碎后過40目篩備用。
[0011] 優(yōu)選地，所述的高嶺±應(yīng)符合GB/T14563-2008要求，所述蒙脫石或伊利石符合GB/ Τ14563-2008 要求。
[0012] 所述泥炭中有機(jī)質(zhì)含量為40-70%，ρΗ值6.0-7.0,經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過40目篩備用。
[0013] 所述熟石灰是由石灰石經(jīng)過般燒、消化、分離除渣、離屯、脫水等工序后生產(chǎn)出的強(qiáng) 堿性物質(zhì)，主要成分為化(0Η) 2。
[0014] 所述微生物菌劑中至少含有一種鐵還原菌、光合細(xì)菌和芽抱桿菌。
[0015] 進(jìn)一步地，所述微生物菌劑中鐵還原菌、光合細(xì)菌、芽抱桿菌的有效活菌數(shù)比例為 (1-2):(1-2):(1-2)。
[0016] 優(yōu)選地，所述鐵還原菌為腐殖質(zhì)還原棒桿菌CGMCC 2452或固氮螺菌CGMCC 6778中 的一種或兩種。
[0017] 優(yōu)選地，所述光合細(xì)菌為沼澤紅假單胞菌Rhodopseudomonas palustris ACCC10649或ACCC10650中的一種或兩種。
[0018] 優(yōu)選地，所述芽抱桿菌為巨大芽抱桿菌Bacillus megaterium ACCC10010。
[0019] 所述鐵還原菌、光合細(xì)菌或芽抱桿菌可通過現(xiàn)有技術(shù)所公開的方法進(jìn)行制備或直 接由中國微生物菌種保藏管理委員會農(nóng)業(yè)微生物中屯、購得。
[0020] 一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合±壤調(diào)理劑的使用方法，其步驟如下：
[0021] S1、將按上述方法制備的復(fù)合±壤調(diào)理劑按100~200kg/hm2直接投加至受重金屬 污染農(nóng)作物大田±壤中；
[0022] S2、將投加有復(fù)合±壤調(diào)理劑的±壤進(jìn)行翻耕。
[0023] 優(yōu)選地，所述農(nóng)作物為水稻。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 1、配方設(shè)計(jì)巧妙合理，原位純化效果優(yōu)良。熟石灰能夠快速提高±壤抑，并迅速降 低±壤可溶性Cd含量;鐵還原菌能夠能夠W有機(jī)物為電子供體，鐵氧化物為電子穿梭體，通 過催化電子受體與供體的氧化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)有毒重金屬Cd的還原固定;粘±礦、泥炭能夠 吸附重金屬，并可W改善上壤理化性狀，并可改善上壤理化性狀，為微生物生長提供有利的 條件。因此，±壤重金屬Cd原位調(diào)理劑結(jié)合了化學(xué)方法快速降低±壤抑、有機(jī)/無機(jī)物吸附、 鐵還原作用純化及有機(jī)質(zhì)改良±壤等多個作用機(jī)制，能夠加快±壤重金屬Cd的原位純化。
[0026] 2、簡單適用易于推廣，修復(fù)快速高效。本發(fā)明將熟石灰快速純化與無機(jī)/有機(jī)吸附 及生物修復(fù)等可持續(xù)純化技術(shù)手段結(jié)合，可W快速、高效的實(shí)現(xiàn)±壤〔(1純化及改善±壤的 理化性狀;制備過程不要求復(fù)雜工藝設(shè)備，工藝路線簡單，使用過程不需要附加曝氣設(shè)施使 得操作使用便利。
[0027] 3、原料環(huán)保成本低廉，二次污染小。所需物料來源廣泛，主要原料如粘±礦物，石 灰石等均為天然材料，來源廣泛，成本低廉，無二次污染。
【附圖說明】
[0028] 圖1為對照組CK與實(shí)施例1、實(shí)施例2組產(chǎn)品作用于不同時期水稻±壤中可溶性Cd 的含量示意圖；
[0029] 圖2為對照組CK與實(shí)施例1、實(shí)施例2組產(chǎn)品修復(fù)后水稻吸收Cd的含量示意圖；
[0030] 圖3為對照組CK與實(shí)施例1、實(shí)施例2組產(chǎn)品作用于不同時期水稻±壤中pH值；
[0031] 圖4為對照組CK與實(shí)施例1、實(shí)施例2組產(chǎn)品作用后±壤容重及孔隙度。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0033] 一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合±壤調(diào)理劑，其配方組分及含量配比為：粘± 礦物20-30%，泥炭10-20%，生物炭10-20%，熟石灰25-35%，鐵氧化物5-15%，微生物菌劑 5-10%。
[0034] 一種用于治理重金屬Cd污染的復(fù)合±壤調(diào)理劑的制備方法，包括W下步驟:將粘 ±礦物、泥炭、生物炭、熟石灰及鐵氧化物充分?jǐn)埌柚粱旌暇鶆?按5-10 %添加微生物菌劑， 制成無機(jī)有機(jī)復(fù)合調(diào)理劑。
[0035] 粘±礦物選用主要為高嶺石、蒙脫石、伊利石，粉碎后過40目篩備用。所述的高嶺 ±應(yīng)符合GB/T14563-2008要求，蒙脫石、伊利石符合GB/T14563-2008要求。
[0036] 所述泥炭中有機(jī)質(zhì)含量多為40-70%，pH值6.0-7.0,經(jīng)粉粹機(jī)粉碎后過40目篩備 用。
[0037] 所述熟石灰是由石灰石經(jīng)過般燒、消化、分離除渣、離屯、脫水等工序后生產(chǎn)出的強(qiáng) 堿性物質(zhì)，主要成分為化(0H) 2。
[0038] 所述微生物菌劑為現(xiàn)有技術(shù)所公開的方法進(jìn)行制備