CN103551374A

CN103551374A - 一种中轻度砷污染稻田修复方法

Info

Publication number: CN103551374A
Application number: CN201310437525.7A
Authority: CN
Inventors: 曾敏; 廖柏寒; 胡立琼; 周航; 雷鸣
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明属于土壤重金属污染处理技术领域，具体公开了一种中轻度砷污染稻田修复方法，包括污染土壤的整地、深翻耕、修复剂的施用、修复剂施用后的平衡稳定等步骤。本发明所述的修复方法通过修复剂固定稻田土壤中砷，改变土壤中砷的形态和价态，降低土壤中有效砷含量并抑制水稻吸收对其的吸收，从而使大米中砷的含量达到国家食品中污染物限量标准（无机砷≤0.2mg/kg，GB2726-2012）。本发明所述的方法在水稻种植前即进行修复，不影响生产，具有修复时间短、对土壤理化性质影响小、环境友好等特点。

Description

一种中轻度砷污染稻田修复方法

技术领域

本发明属于土壤重金属污染处理技术领域，具体公开了一种中轻度砷污染稻田修复方法。

背景技术

采矿、冶炼、含砷农药和肥料的施用、木材的防腐和富砷地表水的灌溉等使我国多个地区的土壤受到了砷污染，目前已知我国有10个省市的17个地区土壤出现不同程度的砷污染，而稻田土壤是其中的代表之一。稻米是我国重要的粮食作物，南方地区主要以稻米为主食。但大量的研究发现，大部分工矿区附近的稻田土壤砷含量均超过国家土壤环境质量二级标准（≤ 30 mg/kg，GB 15618-1995），该地区生产的稻米中砷含量超过食品安全国家标准限值（无机砷 ≤ 0.2 mg/kg，GB 2726-2012）。

据研究，当水田中砷浓度高于1 mg/kg时，水稻生长明显受害，当高于20 mg/kg时，水稻枯死。砷污染使得农田产量下降，甚至颗粒无收。砷通过食物进入人体，长期累积，会使人体出现皮肤色素沉着、手脚角质化、听力减弱等病症，甚至导致皮肤癌、肺癌、肝癌等癌症。

因此，为了修复砷污染土壤和保证粮食安全生产，研究出一种能较好地治理砷污染土壤、减少作物吸收砷的方法具有非常重要的意义。土壤砷污染修复技术中，物理修复工程量大、成本高，生物修复消耗时间长，而化学改良修复技术时间短、成本较低，是当前土壤重金属污染治理中有效的方法之一。常规的重金属污染土壤的修复剂对土壤的理化性质影响较大，不适用于砷污染土壤的治理，因此提供一种对土壤理化性质影响小、修复时间短的砷污染稻田土壤修复方法成为本领域技术人员所亟需解决的问题。

发明内容

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种中轻度砷污染稻田修复方法，包括以下步骤：

步骤a、对砷污染稻田进行整理，排出积水；

步骤b、受污染稻田第一次施用修复剂；

步骤c、施用修复剂后的稻田第一次深翻耕；

步骤d、在第一次深翻耕后的稻田表面再次施用修复剂；

步骤e、第二次深翻耕，第二次深翻耕后进行多次翻耕；

步骤f、修复剂与受污染稻田中的砷进行平衡稳定。

优选地，所述修复剂为还原铁粉，粒度100目，铁含量不低于98%。

优选地，所述修复剂施用量对于轻度砷污染稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准0-2倍）为600 Kg/亩；对于中度砷污染稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准2-5倍）为1200 Kg/亩。

优选地，步骤c和步骤e所述深翻耕深度对于轻度砷污染稻田为25-30 cm；对于中度砷污染稻田为30-35 cm。

优选地，步骤b和步骤d所述修复剂施用量相同。

优选地，所述平衡稳定时间为15-25天，期间受污染稻田表面保持水层高度2-5 cm。

有益效果

由于采用了本发明的修复方法，还原铁粉在受污染稻田土壤中氧化生成的产物对砷具有较强的吸附能力，且铁还可以与砷形成沉淀，将砷固定于土壤中，降低其迁移性；还可以增加水稻根表面铁膜量，减缓砷对作物的毒害和抑制作物吸收砷。同时其还促进了作物吸收营养元素磷，有利于作物生长。与现有技术相比本发明存在以下优点：

（1）降低土壤中砷的活性，土壤易溶型砷降低了77.3%，使土壤易溶型砷转化为难溶性砷，减缓对植物生长的危害，进一步地使糙米中总砷和无机砷分别降低了30.1%和30.3%，糙米中无机砷含量接近国家标准；

（2）同时还促进了大米吸收磷，使糙米磷含量增加48.6%；

（3）对土壤环境友好，对土壤理化性质影响较小，对水稻生长亦无副作用。

具体实施例

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述，以便本领域的技术人员进一步理解本发明。

以还原铁粉为修复剂，其中粒度100目，铁含量≥98%，选择在3月上旬（早稻）、5月上旬（中稻）、6月下旬（晚稻）的晴天，在中轻度砷污染的稻田上进行除草、整地、深翻耕。根据水稻田土壤中砷污染程度的不同，修复剂的施用量为：轻度污染水稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准0-2倍）600 kg/亩，中度污染的水稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准2-5倍）1200 kg/亩。深翻耕之前，排出稻田内积水。将1/2施用量的修复剂均匀的抛洒在水稻田表面，然后进行水稻田的第一次深翻耕。对于砷轻度污染稻田深翻耕以25-30 cm为宜，对于砷中度污染稻田深翻耕以30-35 cm为宜。第一次深翻耕完毕，在深翻耕后的水稻田表面，将剩余1/2施用量的修复剂均匀的抛洒在水稻田表面，进行第二次深翻耕。之后再多次翻耕，使修复剂与耕作层土壤混合均匀，平衡稳定15-25天，期间保持土层以上2-5 cm 水层，然后再进行插秧。

以湖南地区某污染稻田为例，修复前经测定其土壤理化性质如下：

pH值7.95，有机质3.02%，总铁3.82%，总砷63.35 mg/kg。总砷含量超出国家食用农产品产地环境质量标准（HJ/T 332-2006）限值2.2倍，属于中度污染。按中度污染条件，每亩施用改良材料1200公斤，按其施用方法改良污染稻田。插秧前稻田土壤中易溶型砷含量降低了77.3%，砷毒性浸出量降低了70.4%，缓解了活性砷对水稻秧苗的毒害。水稻成熟后，糙米总砷量降低了30.1%，无机砷量从0.33 mg/kg降至0.23 mg/kg，接近国家食品标准糙米无机砷限值0.2 mg/kg。同时，改良材料的施用还增加了糙米营养元素磷含量约49%。

[0015] 表1 修复前后土壤和糙米中各指标含量对照表

Figure 2013104375257100002DEST_PATH_IMAGE001

本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种中轻度砷污染稻田修复方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤a、对砷污染稻田进行整理，排出积水；

步骤b、受污染稻田第一次施用修复剂；

步骤c、施用修复剂后的稻田第一次深翻耕；

步骤d、在第一次深翻耕后的稻田表面再次施用修复剂；

步骤e、第二次深翻耕，第二次深翻耕后进行多次翻耕；

步骤f、修复剂与受污染稻田中的砷进行平衡稳定。

2.根据权利要求1所述一种中轻度砷污染稻田修复方法，其特征在于：所述修复剂为还原铁粉，粒度100目，铁含量不低于98%。

3.根据权利要求1所述一种中轻度砷污染稻田修复方法，其特征在于：所述修复剂施用量对于轻度砷污染稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准0-2倍）为600 Kg/亩；对于中度砷污染稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准2-5倍）为1200 Kg/亩。

4.根据权利要求1所述一种中轻度砷污染稻田修复方法，其特征在于：步骤c和步骤e所述深翻耕深度对于轻度砷污染稻田为25-30 cm；对于中度砷污染稻田为30-35 cm。

5.根据权利要求1所述一种中轻度砷污染稻田修复方法，其特征在于：步骤b和步骤d所述修复剂施用量相同。

6.根据权利要求1所述一种中轻度砷污染稻田修复方法，其特征在于：所述平衡稳定时间为15-25天，期间受污染稻田表面保持水层高度2-5cm。