一种农田土壤重金属钝化剂及其应用

摘要

本发明公开了一种农田土壤重金属钝化剂及其应用，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉1~4份、壳聚糖4~6份、鸡粪4份、海泡石4~6份、石灰2~5份。钝化剂充分混匀，平衡20d后，种植蔬菜，能明显降低蔬菜中重金属的污染风险。研究发现，施加该钝化剂钝化蔬菜地土壤中中、轻度污染的重金属，主要是镉、铅、锌等，施加钝化材料后能有效降低蔬菜地中游离重金属的含量，特别适合钝化重金属镉，减少蔬菜对重金属的吸收，从而减少蔬菜对重金属离子的吸收，恢复蔬菜地土壤生态功能和产业功能，提高蔬菜的品质。

权利要求

1.一种农田土壤重金属钝化剂，其特征在于，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉1 4份、壳聚糖4 6份、 鸡粪4份、海泡石4 6份、石灰2 5份。

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2.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉1 4份、壳聚糖5份、鸡粪4份、海泡石4 6份、 石灰2 5份。

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3.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉2 3份、壳聚糖5份、 鸡粪4份、海泡石6份、 石灰4份。

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4.一种如权利要求1-3任一项所述的钝化剂的应用，其特征在于，每千克风干土壤施用钝化剂15 25克。

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说明书

一种农田土壤重金属钝化剂及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种农田土壤重金属钝化剂及其应用，涉及土壤重金属污染的综合治理技术领域。

背景技术

[0002] 工业的迅速发展对环境造成了不同程度的污染，其中，农田土壤和主要农产品也受到了不同程度的影响，由于常年的污水灌溉、农药化肥施用、采矿、冶炼及化工企业三废的排放，使得城市及工业区周边农田重金属积累，从而直接影响农产品的质量安全。据农业部的调查，全国污灌区约有140万hm2，其中遭受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8％，其中轻度污染的占46.7％，中度污染的占9.7％，重度污染的占8.4％。重金属进入人体会与蛋白质、核酸及微量的活性物质如维生素、激素等发生反应，导致机体生理化学功能产生病变，影响人类的身体健康。

[0003] 针对土壤重金属污染的修复方法主要有以下几种，一是改变重金属的存在形态，降低其迁移性及生物有效性；二是利用技术手段去除土壤中的重金属；三是改变植物的种植制度，使土壤中重金属难以通过食物链进入人体。其中，对重金属的钝化处置技术是一种较好的能降低土壤重金属活性的方法，主要是通过向土壤中添加钝化材料来改变重金属在土壤中的形态，进而降低重金属的生物有效性。钝化处置技术具有原位、廉价、易控制、有效期长等优点。常用作重金属污染土壤钝化材料的有：沸石、蒙脱石、高岭土、海泡石、凹凸棒石及蛭石等，而其中以海泡石、蒙脱石及沸石的处理效果最好。

发明内容

[0004] 本发明的目的是根据上述蔬菜种植农田存在的问题提出的，利用现有科技成果，提供的蔬菜地土壤重金属钝化材料能固化菜地土壤中中、轻度污染的重金属，固化的重金属主要为铅、镉、铬、铜、锌等，施加钝化材料能够在中、轻度重金属污染土壤上生产出合格蔬菜，恢复菜地土壤生态功能和产业功能，蔬菜的品质等到提高。

[0005] 本发明的技术方案是，提供一种农田土壤重金属钝化剂，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉1～4份、壳聚糖5份、鸡粪4份、海泡石4～6份、石灰2～5份。

[0006] 本发明中铁粉的作用为降低土壤的氧化还原电位；铁粉氧化生成的氧化铁可与重金属形成复合沉淀；壳聚糖能有效的降低土壤中的有效态铜与镉含量，当重金属污染的土壤中施加壳聚糖后，土壤酶活性和土壤微生物数量明显提高。鸡粪主要作用是增加土壤有机质含量，研究表明，鸡粪的施用能有效减少作物对重金属的吸收；海泡石中的空隙能吸附土壤中的重金属，降低重金属的有效性；石灰的作用主要是调节酸性土壤的pH值，使其升高，从而使土壤中有效态重金属含量降低。几种物质的配合使用既能降低土壤中有效态重金属又能减少作物对重金属的吸收，从而达到钝化的目的。

[0007] 本发明将无机组分(铁粉、海泡石、石灰)与有机组分(壳聚糖、鸡粪)组合，可以相互促进对重金属的钝化作用。

[0008] 进一步地，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉1～4份、壳聚糖5份、鸡粪4份、海泡石4～6份、石灰2～5份。

[0009] 进一步地，按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉2～3份、壳聚糖5份、鸡粪4份、海泡石6份、石灰4份。

[0010] 本发明进一步地提供所述钝化剂的应用，每千克风干土壤施用钝化剂15～25克。

[0011] 本发明的有益效果是，本发明选用的材料均为常见易制备的材料，成本低廉，易于制备，便于推广，经实验证明，本发明能增加土壤中蔬菜所需的必需营养成分，加快蔬菜的生长，且重金属的钝化效果极显著，特别适合钝化重金属镉，具有很高的经济效益。

具体实施方式

[0012] 以下结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

[0013] 所述的降低蔬菜地重金属离子活性的钝化材料是绿色环保型的，无毒副作用，通过与重金属的络合作用和营养调理作用，降低土壤中游离重金属离子的浓度，为蔬菜的生长提供安全的环境。

[0014] 实验所用土壤采自湖南省长沙市某蔬菜种植基地，调查发现该地区农田为酸性土壤，且重金属污染较严重，污染土壤类型为红壤，主要污染物为Cd、Pb与Zn；根据土壤环境质量标准，该菜地土壤为中度污染。

[0015] 小白菜栽培应用例：

[0016] 通过按酸性土壤所施钝化材料比例混匀后，直接加入，所述的蔬菜地土壤重金属钝化剂，每一千克风干土壤施用钝化剂各组份的重量配比为：铁粉3g、壳聚糖5g、鸡粪4g、海泡石6g、石灰4g。海泡石为天然的海泡石，磨成粉；其他各组分也均为粉状，混匀。

[0017] 设置不同的处理模式(表一)：空白对照处理CK，单加无机组分(铁粉、海泡石、石灰)I，单加有机组分(鸡粪、壳聚糖)，添加本实施例钝化剂为I+O，见表1。每个处理3次重复，每盆干土重量为2kg，调节至最大含水量的50％；在种植前十天，除CK组外，每盆加入相同重量的对应组分的钝化剂5g，搅拌均匀。其中常规施肥即提供氮磷钾肥。

[0018] 表1盆栽实验肥料施用方式

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[0020] 各组分按上述比例混匀后，直接施加入土壤中，种植小白菜后，得到试验结果如表二所示，与对照组CK相比加入无机组分、有机组分及本实施例钝化剂配方，均能降低小白菜地上部分铅、锌及镉含量，添加有机组分种植的小白菜较添加无机组分种植后的小白菜降低重金属的效果更明显，但铅及镉含量仍然高于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762-2012)中的限值，而添加本实施例钝化剂配方后种植的小白菜能满足标准中对重金属的相关限值，因此，本钝化剂能满足有效降低小白菜地上部分重金属的要求。

[0021] 本钝化剂各配方组分易得，且效果显著，不仅能减少作物对重金属的吸收，有机肥的加入也使得作物本身生长良好，特别适合用于含镉的农田土壤的钝化。

[0022] 表二 盆栽实验不同处理与对照中小白菜地上部重金属含量(mg/kg)[0023]