CN115301717A - 一种生物有机颗粒的制备以及镉污染农田的组合修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镉污染农田的组合修复方法。具体为：在水稻种植前，对农田进行深翻耕并添加特定比例的天然矿物粉末材料再混合均匀；在水稻抽穗前后，将特定比例的生物有机颗粒材料均匀抛撒在农田中，进行淹水养护。与单独使用一种修复材料相比，本发明在降低土壤中的镉含量的同时，能够改善水稻的生长情况和镉含量。本发明方法操作简单，不影响正常的作物耕种，能够实现“边生产边修复”。

Description

一种生物有机颗粒的制备以及镉污染农田的组合修复方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种生物有机颗粒的制备以及镉污染农田的组合修复方法。
背景技术
镉(Cadmium，Cd)是对植物和动物毒性最强的痕量重金属元素之一，位于联合国环境规划署1984年提出的12种具有全球意义的危害物质之首。自然状态下，土壤环境中镉的质量分数在0.1～1.0mg/kg之间。农田土壤镉污染导致作物可食部镉累积，人体的镉90％来源于日常饮食，镉在人体的半衰期长达15～20a，因而长期食用轻微镉超标的食品会导致人体镉累积并产生慢性毒性。
通过物理、化学和生物等方法调控农田土壤的形态转化过程，降低镉的生物有效性，减少作物镉吸收，实现镉污染农田土壤“边生产边修复”是当前土壤污染控制与修复领域的研究热点之一。
然而现有的镉污染农田修复材料过于单一，无法同时将土壤中的镉含量和水稻中的镉含量降低。基于此，我们发明了一种镉污染农田的组合修复方法，在降低土壤中的镉含量的同时，能够改善水稻的生长情况和镉含量。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物有机颗粒的制备以及镉污染农田的组合修复方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种生物有机颗粒的制备方法，其包括如下步骤：
S1、将豆粕、木屑与糟糠等有机质下脚料混匀；
S2、加入蜡状芽孢杆菌，在温度为60～80℃及湿度为40～50％的条件下进行有氧发酵；
S3、48h后将发酵后的混合物料以造粒机制成生物有机颗粒材料。
一种镉污染农田的组合式修复方法，其包括如下步骤：
S1、在水稻种植前，对镉污染农田进行深翻，并添加天然矿物粉末后，混匀；
S2、种植水稻；
S3、在水稻抽穗前后，将前述方法中制备的生物有机颗粒均匀抛散在镉污染农田中，进行淹水养护。
作为优选方案，所述天然矿物粉末材料的添加量为耕作区域土壤重量的 1.0～3.0％。
作为优选方案，所述天然矿物粉末材料为多孔吸附材料。
作为优选方案，所述多孔吸附材料选自粘土、沸石中的至少一种。
作为优选方案，所述生物有机颗粒的添加量为耕作区域土壤重量的0.1～1.0％。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明结合天然矿物粉末材料和生物有机颗粒材料的优势，先是在水稻种植前，将改性后的天然矿物粉末材料在土壤中混合均匀，通过其数量众多的孔道对Cd2+进行吸附、沉淀，达到稳定化的目的；然后在水稻抽穗前后，表层抛撒添加生物有机颗粒材料进行淹水养护，颗粒材料先是沉积到水稻根部，其中的微生物和营养物质融解释放，含有的巯基和硫离子通过还原、吸附、固定Cd2+，改变其在土壤中的化学形态，降低可迁移性和生物有效性。通过两种材料的组合，在降低土壤中的镉含量的同时，能够改善水稻的生长情况和镉含量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实施例提供的镉污染农田的组合修复方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种镉污染农田的组合修复方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
S1、在水稻种植前，对农田进行深翻耕并添加特定比例的天然矿物粉末材料再混合均匀；
S2、种植水稻；
S3、在水稻抽穗前后，将特定比例的生物有机颗粒材料均匀抛撒在农田中，进行淹水养护。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，其中SSL为天然矿物粉末材料、FBA为生物有机颗粒材料。
实施例1
某镉(Cd)污染农田，将其中一部分分割成长为106m，宽为11.2m的试验田，以土壤耕作层平均深度为15cm则土方量为213.7m3，以土壤容重为1g/cm3计算，在土壤深翻耕的过程中添加2.5％的天然矿物粉末材料SSL并混合均匀，在水稻抽穗前后土壤表层添加0.5％的生物有机颗粒材料FBA进行淹水养护。
实施例2
某镉(Cd)污染农田，将其中一部分分割成长为106m，宽为9.3m的试验田，以土壤耕作层平均深度为15cm则土方量为177.4m3，以土壤容重为1g/cm3计算，在土壤深翻耕的过程中添加2.5％的天然矿物粉末材料SSL并混合均匀，在水稻抽穗前后不添加生物有机颗粒材料FBA。
对比例1
某镉(Cd)污染农田，将其中一部分分割成长为106m，宽为18.5m的试验田，以土壤耕作层平均深度为15cm则土方量为353.0m3，以土壤容重为1g/cm3计算，仅在水稻抽穗前后土壤表层添加0.5％的生物有机颗粒材料FBA进行淹水养护。本对比例与实施例1相比，区别仅在于，在土壤深翻耕的过程中不添加天然矿物粉末材料SSL。
对比例2
某镉(Cd)污染农田，将其中一部分分割成长为106m，宽为17.2m的试验田，以土壤耕作层平均深度为15cm则土方量为328.2m3，以土壤容重为1g/cm3计算，在土壤深翻耕的过程中不添加天然矿物粉末材料SSL，在水稻抽穗前后土壤表层添加0.5％的生物有机颗粒材料FBA进行淹水养护。本对比例与实施例1相比，区别仅在于，在土壤深翻耕的过程中不添加天然矿物粉末材料SSL。
对比例3
某镉(Cd)污染农田，将其中一部分分割成长为106m，宽为17.2m的试验田，以土壤耕作层平均深度为15cm则土方量为328.2m3，以土壤容重为1g/cm3计算，在土壤深翻耕的过程中不添加天然矿物粉末材料SSL，在水稻抽穗前后也不添加生物有机颗粒材料FBA。本对比例与实施例2相比，区别仅在于，在土壤深翻耕的过程中不添加生物有机颗粒材料FBA。
分别对实施例1～2和对比例1～3中的水稻叶片数、水稻株高、水稻镉含量和土壤镉含量进行统计和测定，如表1所示。
表1某镉污染试验田水稻生长情况及镉含量
Figure BDA0003698921200000041
结果表明，添加2.5％的SSL和0.5％的FBA能够增加水稻的叶片数和株高，且降低水稻和土壤中的镉含量。与不添加SSL和FBA相比，分别添加2.5％的SSL和0.5％的FBA均能提高水稻的生长情况及降低水稻和土壤中的镉含量。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种生物有机颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将豆粕、木屑与糟糠等有机质下脚料混匀；
S2、加入蜡状芽孢杆菌，在温度为60～80℃及湿度为40～50％的条件下进行有氧发酵；
S3、48h后将发酵后的混合物料以造粒机制成生物有机颗粒材料。
2.一种镉污染农田的组合式修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在水稻种植前，对镉污染农田进行深翻，并添加天然矿物粉末后，混匀；
S2、种植水稻；
S3、在水稻抽穗前后，将权利要求1中制备的生物有机颗粒均匀抛散在镉污染农田中，进行淹水养护。
3.如权利要求2所述的镉污染农田的组合式修复方法，其特征在于，所述天然矿物粉末材料的添加量为耕作区域土壤重量的1.0～3.0％。
4.如权利要求2或3所述的镉污染农田的组合式修复方法，其特征在于，所述天然矿物粉末材料为多孔吸附材料。
5.如权利要求4所述的镉污染农田的组合式修复方法，其特征在于，所述多孔吸附材料选自粘土、沸石中的至少一种。
6.如权利要求2所述的镉污染农田的组合式修复方法，其特征在于，所述生物有机颗粒的添加量为耕作区域土壤重量的0.1～1.0％。
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