CN107663133A - 一种钝化土壤中镉络合物药剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种钝化土壤中镉络合物药剂及其制备方法和使用方法，它属于于农业肥料技术领域。本发明主要是由白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶制成，其重量份数分别为10～30份的白云石、10～30份的坡缕石、25～50份的活性炭、100～200份的玉米秸秆、100～200份的谷糠、0.1～1份的微生物菌剂、50～100份的松树针叶、50～100份的柏树针叶。在农作物耕种前，根据土壤的污染程度不同将所述的钝化土壤中镉络合物药剂按照一定用量均匀铺撒于待处理的土壤表面后，深翻一次土壤后，1～2周后使得土壤中的镉含量降低90％以上，同时能够提高土壤的肥力，增加作物产量且无污染，加工工艺简单，效果良好且环境友好，推广价值高。
Description
技术领域
本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及一种钝化土壤中镉络合物药剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
随着社会发展，人类生活质量的不断提高，人们所关注的重点、不仅仅是吃饱穿暖，社会活动导致的环境污染也越来越受到人们的重视。各种工业＂三废＂的排放，造成了我们生活环境的极度恶化，由于工业生产释放出来的污染物不断排放到生活环境中，致使生态环境不断恶化，尤其使得我们赖以生存的土地受到极大污染。部分地区中的重金属含量远远高出土壤原有正常范围，给农作物的品质和产量带来了不可忽视的影响。
农田重金属污染主要来自大气沉降中的污染物，农业灌概所用污染水，农用物资和固体废物的堆放，例如含有重金属的丢弃物、矿山废水中的金属物污染、汽车尾气污染、工业排放废弃物的堆积、农药，地膜的使用、肥料中污染等。经过研究表明，表层土壤污染的镉含量和总磷含量呈正比例相关。中山大学在2010年的大米镉污染研究实验中发现，被抽取的21个水稻样品都均超过了国家标准值。国家农业部稻米质量监督检验中进行的稻米质量安全抽取检查中镉超标率达到10.3％。2012年广西龙江河遭受重金属镉污染，据估算，镉泄漏量约20吨。2013年前我国环境保护部与国土资源部开展了首次全国镉壤污染状况调查。调查结果显示，全国土壤总的点位超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％，镉污染超标排在第一位，污染程度严重。
修复重金属污染的土壤的方法主要包括钝化法、植物提取法、化学淋洗法、电动力学法和客土法等。化学钝化法中所用材料一般为含钙材料、含磷材料、有机质和含硅材料，并且化学钝化法能够对大面积的土壤进行修复，但是一般化学钝化法的土壤修复时间较长，修复率较低。
发明内容
本发明目的是提供了一种钝化土壤中镉络合物药剂及其制备方法和使用方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂主要是由白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶制成，其重量份数分别为10～30份的白云石、10～30份的坡缕石、25～50份的活性炭、100～200份的玉米秸秆、100～200份的谷糠、0.1～1份的微生物菌剂、50～100份的松树针叶、50～100份的柏树针叶。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为10份、坡缕石的重量份数为10份、活性炭的重量份数为25份、玉米秸秆的重量份数为100份、谷糠的重量份数为100份、微生物菌剂的重量份数为0.1份、松树针叶的重量份数为50份、柏树针叶的重量份数为50份。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为30份、坡缕石的重量份数为30份、活性炭的重量份数为50份、玉米秸秆的重量份数为200份、谷糠的重量份数为200份、微生物菌剂的重量份数为1份、松树针叶的重量份数为100份、柏树针叶的重量份数为100份。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为20份、坡缕石的重量份数为20份、活性炭的重量份数为30份、玉米秸秆的重量份数为150份、谷糠的重量份数为150份、微生物菌剂的重量份数为0.5份、松树针叶的重量份数为70份、柏树针叶的重量份数为70份。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按照重量份数分别称取一定质量的白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶；
步骤2、将称量好的白云石、坡缕石、活性炭分别进行粉碎、过100～200目筛后，待用；
步骤3、将称量好的玉米秸秆放入粉碎机中粉碎、过50～100目筛后，与谷糠、松树针叶、柏树针叶混合均匀后得到混合物，将微生物菌剂按照质量比1:100～200的比例溶于水中，水的温度在25～35℃，将溶解后的微生物菌剂均匀喷洒到混合物上，密封保存2～5天，保存温度35～45℃，得到的反应后混合物待用；
步骤4、将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，与步骤2处理后的白云石、坡缕石、活性炭混合均匀后，制得所述的钝化土壤中镉络合物药剂。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，步骤3中密封保存4天，保存温度40℃。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，步骤4中将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，烘干温度50～60℃，烘干时间2～4h。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用方法，当所述的待处理土壤中镉含量≤0.6mg/kg时，所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为10～30kg/亩；当0.6mg/kg<所述的待处理土壤中镉含量<10mg/kg时，所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为30～100kg/亩；当所述的待处理土壤中镉含量≥10mg/kg时,所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为100～500kg/亩；将所述的钝化土壤中镉络合物药剂均匀铺撒于待处理的土壤表面后，深翻一次土壤后，1～2周后开始土壤耕种。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂，能够显著的改善土壤的pH值，提高了土壤溶液中的pH值，改善了土壤的酸度，90天后土壤的pH值从6.33改变到7.39；土壤溶液中的Cd浓度呈波动式下降，水稻移栽90天后，土壤中Cd含量趋于稳定，所述的钝化土壤中镉络合物药剂能够显著降低土壤中Cd的浓度，且显著的降低了水稻根系铁膜Cd含量和根系Cd含量，稻米降Cd率最高达到91.6％，稻谷增产率最高达到47.5％。
本发明所述的钝化土壤中镉络合物药剂，在农作物耕种前，根据土壤的污染程度不同将所述的钝化土壤中镉络合物药剂按照一定用量均匀铺撒于待处理的土壤表面后，深翻一次土壤后，1～2周后使得土壤中的镉含量降低90％以上，同时能够提高土壤的肥力，增加作物产量且无污染，本发明加工工艺简单，成本低廉，效果良好且环境友好，推广价值高。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为10份、坡缕石的重量份数为10份、活性炭的重量份数为25份、玉米秸秆的重量份数为100份、谷糠的重量份数为100份、微生物菌剂的重量份数为0.1份、松树针叶的重量份数为50份、柏树针叶的重量份数为50份。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按照重量份数分别称取一定质量的白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶；
步骤2、将称量好的白云石、坡缕石、活性炭分别进行粉碎、过100目筛后，待用；
步骤3、将称量好的玉米秸秆放入粉碎机中粉碎、过50目筛后，与谷糠、松树针叶、柏树针叶混合均匀后得到混合物，将微生物菌剂按照质量比1:100的比例溶于水中，水的温度在35℃，将溶解后的微生物菌剂均匀喷洒到混合物上，密封保存3天，保存温度35℃，得到的反应后混合物待用；
步骤4、将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，与步骤2处理后的白云石、坡缕石、活性炭混合均匀后，制得所述的钝化土壤中镉络合物药剂。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，步骤4中将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，烘干温度60℃，烘干时间2h。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂，进行盆栽土壤实验，土壤采自黑龙江省哈尔滨市区周边某污灌区，盆栽实验采用的水稻品种为五常稻花香2号。盆的内径为25cm，高25cm，每盆加入风干土7.5kg，在水稻移栽之前，对照组加入肥料尿素2.1g、磷酸二氢铵1.2g，硫酸钾2.1g混合均匀，实验组加入肥料尿素2.1g、磷酸二氢铵1.2g，硫酸钾2.1g，2g所述的钝化土壤中镉络合物药剂，混合均匀后，淹水放置7天。挑选颗粒饱满的水稻种子用30％双氧水浸泡1小时，用去离子水洗净后用无重金属污染土壤培养，23天后，挑选长势一致的秧苗移栽到盆内，每盆3株，水稻移栽前，将土壤溶液采集器埋入盆栽土壤中。水稻生长过程中持续浇灌去离子水，使土壤始终保持淹水状态，每15天采集一次土壤溶液，待水稻成熟后，采集水稻根、茎、叶、籽粒及土壤样品进行Cd含量测试。水稻植株用去离子水洗净，根系提取根表铁膜后与茎、叶烘干至恒重测定干重，然后用粉碎机将植物组织粉碎待用，土壤经风干、磨碎后过100-200目筛，待用。
土壤Cd全量用四酸消煮，电感耦合等离子体质谱仪测定，电感耦合等离子体质谱仪型号为ICP-MS，NexION300X，Perkin Elmer；土壤pH利用pH计测定，表1为植稻期间土壤溶液pH值的对照表。
表1植稻期间土壤溶液中pH值变化
| 0天 | 15天 | 30天 | 60天 | 90天 | |
| 对照 | 5.65±0.05 | 6.45±0.09 | 6.44±0.06 | 6.06±0.07 | 6.33±0.08 |
| 实验 | 6.87±0.06 | 7.11±0.04 | 7.06±0.08 | 7.26±0.06 | 7.39±0.05 |
从表1中能够明显看出，所述的钝化土壤中镉络合物药剂能够显著的改善土壤的pH值，提高了土壤溶液中的pH值，改善了土壤的酸度。
表2为植稻期间土壤溶液中Cd含量，从表2可以看出在植稻期间，土壤溶液中的Cd浓度呈波动式下降，水稻移栽90天后，土壤中Cd含量趋于稳定，所述的钝化土壤中镉络合物药剂能够显著降低土壤中Cd的浓度。
表2植稻期间土壤溶液中Cd含量(μg/L)
| 0天 | 15天 | 30天 | 60天 | 90天 | |
| 对照 | 72.6±5.64 | 0.36±0.07 | 0.27±0.05 | 0.17±0.06 | 0.17±0.05 |
| 实验 | 0.78±0.16 | 0.11±0.03 | 0.04±0.01 | 0.03±0.01 | 0.03±0.01 |
具体实施方式二：
一种钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为30份、坡缕石的重量份数为30份、活性炭的重量份数为50份、玉米秸秆的重量份数为200份、谷糠的重量份数为200份、微生物菌剂的重量份数为1份、松树针叶的重量份数为100份、柏树针叶的重量份数为100份。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按照重量份数分别称取一定质量的白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶；
步骤2、将称量好的白云石、坡缕石、活性炭分别进行粉碎、过200目筛后，待用；
步骤3、将称量好的玉米秸秆放入粉碎机中粉碎、过100目筛后，与谷糠、松树针叶、柏树针叶混合均匀后得到混合物，将微生物菌剂按照质量比1:200的比例溶于水中，水的温度在25℃，将溶解后的微生物菌剂均匀喷洒到混合物上，密封保存4天，保存温度40℃，得到的反应后混合物待用；
步骤4、将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，与步骤2处理后的白云石、坡缕石、活性炭混合均匀后，制得所述的钝化土壤中镉络合物药剂。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，步骤4中将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，烘干温度50℃，烘干时间3h。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂，进行盆栽土壤实验，土壤采自黑龙江省哈尔滨市区周边某污灌区，盆栽实验采用的水稻品种为五常稻花香2号。盆的内径为25cm，高25cm，每盆加入风干土7.5kg，在水稻移栽之前，对照组加入肥料尿素2.1g、磷酸二氢铵1.2g，硫酸钾2.1g混合均匀，实验组加入肥料尿素2.1g、磷酸二氢铵1.2g，硫酸钾2.1g，2g所述的钝化土壤中镉络合物药剂，混合均匀后，淹水放置7天。挑选颗粒饱满的水稻种子用30％双氧水浸泡1小时，用去离子水洗净后用无重金属污染土壤培养，23天后，挑选长势一致的秧苗移栽到盆内，每盆3株，水稻移栽前，将土壤溶液采集器埋入盆栽土壤中。水稻生长过程中持续浇灌去离子水，使土壤始终保持淹水状态，每15天采集一次土壤溶液，待水稻成熟后，采集水稻根、茎、叶、籽粒及土壤样品进行Cd含量测试。水稻植株用去离子水洗净，根系提取根表铁膜后与茎、叶烘干至恒重测定干重，然后用粉碎机将植物组织粉碎待用，土壤经风干、磨碎后过100-200目筛，待用。
水稻根、茎、叶及糙米中重金属含量采用混酸消煮，电感耦合等离子体质谱仪测定，电感耦合等离子体质谱仪型号为ICP-MS，NexION300X，Perkin Elmer。
表3为根表铁膜Cd和根系Cd含量对照表，从表3中能够看出所述的钝化土壤中镉络合物药剂显著的降低了水稻根系铁膜Cd含量和根系Cd含量。
表3根表铁膜Cd和根系Cd含量对照表
| 根表铁膜Cd含量mg/kg | 根系Cd含量mg/kg | |
| 对照 | 1.27±0.06 | 12.53±1.24 |
| 实验 | 0.17±0.07 | 2.49±0.34 |
具体实施方式三：
一种钝化土壤中镉络合物药剂，所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为20份、坡缕石的重量份数为20份、活性炭的重量份数为30份、玉米秸秆的重量份数为150份、谷糠的重量份数为150份、微生物菌剂的重量份数为0.5份、松树针叶的重量份数为70份、柏树针叶的重量份数为70份。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按照重量份数分别称取一定质量的白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶；
步骤2、将称量好的白云石、坡缕石、活性炭分别进行粉碎、过100目筛后，待用；
步骤3、将称量好的玉米秸秆放入粉碎机中粉碎、过100目筛后，与谷糠、松树针叶、柏树针叶混合均匀后得到混合物，将微生物菌剂按照质量比1:100的比例溶于水中，水的温度在35℃，将溶解后的微生物菌剂均匀喷洒到混合物上，密封保存3天，保存温度45℃，得到的反应后混合物待用；
步骤4、将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，与步骤2处理后的白云石、坡缕石、活性炭混合均匀后，制得所述的钝化土壤中镉络合物药剂。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，步骤4中将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，烘干温度50℃，烘干时间4h。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂，所述的待处理土壤中镉含量≤0.6mg/kg时，所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为10～30kg/亩；当0.6mg/kg<所述的待处理土壤中镉含量<10mg/kg时，所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为30～100kg/亩；当所述的待处理土壤中镉含量≥10mg/kg时,所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为100～500kg/亩。
本实施方式所述的钝化土壤中镉络合物药剂，稻米降Cd率最高达到91.6％，稻谷增产率最高达到47.5％。
Claims (8)
1.一种钝化土壤中镉络合物药剂，其特征在于：所述的钝化土壤中镉络合物药剂主要是由白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶制成，其重量份数分别为10～30份的白云石、10～30份的坡缕石、25～50份的活性炭、100～200份的玉米秸秆、100～200份的谷糠、0.1～1份的微生物菌剂、50～100份的松树针叶、50～100份的柏树针叶。
2.根据权利要求1所述的钝化土壤中镉络合物药剂，其特征在于：所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为10份、坡缕石的重量份数为10份、活性炭的重量份数为25份、玉米秸秆的重量份数为100份、谷糠的重量份数为100份、微生物菌剂的重量份数为0.1份、松树针叶的重量份数为50份、柏树针叶的重量份数为50份。
3.根据权利要求1所述的钝化土壤中镉络合物药剂，其特征在于：所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为30份、坡缕石的重量份数为30份、活性炭的重量份数为50份、玉米秸秆的重量份数为200份、谷糠的重量份数为200份、微生物菌剂的重量份数为1份、松树针叶的重量份数为100份、柏树针叶的重量份数为100份。
4.根据权利要求1所述的钝化土壤中镉络合物药剂，其特征在于：所述的钝化土壤中镉络合物药剂中白云石的重量份数为20份、坡缕石的重量份数为20份、活性炭的重量份数为30份、玉米秸秆的重量份数为150份、谷糠的重量份数为150份、微生物菌剂的重量份数为0.5份、松树针叶的重量份数为70份、柏树针叶的重量份数为70份。
5.一种权利要求1-4之一所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、按照重量份数分别称取一定质量的白云石、坡缕石、活性炭、玉米秸秆、谷糠、微生物菌剂、松树针叶、柏树针叶；
步骤2、将称量好的白云石、坡缕石、活性炭分别进行粉碎、过100～200目筛后，待用；
步骤3、将称量好的玉米秸秆放入粉碎机中粉碎、过50～100目筛后，与谷糠、松树针叶、柏树针叶混合均匀后得到混合物，将微生物菌剂按照质量比1:100～200的比例溶于水中，水的温度在25～35℃，将溶解后的微生物菌剂均匀喷洒到混合物上，密封保存2～5天，保存温度35～45℃，得到的反应后混合物待用；
步骤4、将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，与步骤2处理后的白云石、坡缕石、活性炭混合均匀后，制得所述的钝化土壤中镉络合物药剂。
6.根据权利要求5所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，其特征在于：步骤3中密封保存4天，保存温度40℃。
7.根据权利要求5所述的钝化土壤中镉络合物药剂的制备方法，其特征在于：步骤4中将步骤3得到的反应后混合物分散后烘干，烘干温度50～60℃，烘干时间2～4h。
8.一种权利要求1-4之一所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用方法，其特征在于：当所述的待处理土壤中镉含量≤0.6mg/kg时，所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为10～30kg/亩；当0.6mg/kg<所述的待处理土壤中镉含量<10mg/kg时，所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为30～100kg/亩；当所述的待处理土壤中镉含量≥10mg/kg时,所述的钝化土壤中镉络合物药剂的使用量为100～500kg/亩；
将所述的钝化土壤中镉络合物药剂均匀铺撒于待处理的土壤表面后，深翻一次土壤后，1～2周后开始土壤耕种。
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