一种原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺，对于镉轻度污染水稻田，进行以下处理：按100‑300kg/亩土壤施加调理剂，翻耕混合均匀；静置，灌水，插秧；对于镉中度污染水稻田，在加入调理剂前，先进行以下处理：按与所述土壤的质量比为0.2‑1.0:100施用提取剂，翻耕混合均匀；灌水，翻耕，静置，排水；再次灌水，翻耕，静置，排水；通过以上修复，水稻田中镉的去除率达到20‑50％，稻米中的镉可以达到《粮食卫生标准》(GB2715‑2005)(总镉小于0.2mg/kg)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水稻田治理领域，具体涉及一种原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺。
技术介绍
土壤中镉的污染主要来源是工业废气、废渣、废水中镉的扩散、沉降和累积、污水灌溉、污泥施肥以及含镉农用物资的长期大量施用等。土壤中高含量的镉严重的影响了水稻等农作物的生长和质量，并且通过植物吸收进入大米，再通过食物链进入人体，在人体内不断积累，从而引发各种疾病，严重危害到人体健康。据统计(2011年)我国受镉污染的农田面积约27.8万hm2，每年生产出镉含量超标的大田作物农产品近14.6亿kg。隔的生物毒性大且具有潜伏性、持久性和不可逆性，在土壤中比其它重金属更容易被植物吸附。镉污染的危害主要有以下几个方面(1)镉对水稻的毒害效应镉离子能抑制水稻种子萌发过程中蛋白酶和肽酶的活性，从而抑制水稻种子的发芽。镉的胁迫会加速根尖细胞的老化造成水稻叶片失绿、变薄、变白、抑制水稻的细胞分裂，从而影响水稻的光合作用速率导致水稻长势停滞或畸形生长。(2)镉对人体的毒害效应镉通过食物链进入人体，主要积累在肝、肾、胰腺、甲状腺和骨骼之中，使肾脏、骨骼等器官组织发生病变，并引起神经痛及内分泌失调，使骨骼生长代谢发生障碍，引起骨痛病、软骨病、骨质疏松的发生。镉已被国际癌症研究所确定为1A级致癌物，即对人类明确致癌，可引发肾、肺、前列腺、睾丸等器官的恶性肿瘤。目前常用的镉污染土壤修复技术有农业生态修复法、生物修复法、化学固定法、淋洗修复法、电动修复法等。其中，生物修复法具有处理费用低可达到较高的清洁水平等优点，但所需修复周期较长，受污染类型限制较大；电动修复法成本高、操作设备复杂工程庞大，不利于大面积修复；淋洗法成本较大、易造成二次污染、破坏土壤结构。化学固定法是现阶段常用的土壤修复方法，但现有的化学固定法并不能降低土壤中镉的总量，而且有些固定剂本身存在二次污染，长期固定效果不稳定。因此迫切需要寻找一种适合水稻田镉污染修复的方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中单一的稳定法难以达到从总量上降低镉含量的要求，而淋洗法对土壤性质破坏严重等的现状，提供了一种操作简单，成本合理，易于实施，适应范围广，对土壤原有的pH影响小，修复效率高，效果较稳定，水稻田中镉含量有效降低的原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺。一种原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺，对于镉轻度污染水稻田，进行以下处理：按100-300kg/亩土壤施加调理剂，翻耕混合均匀；静置，灌水，插秧；所述调理剂包括A、B、C三部分，A为有机质、发酵剂、微生物菌剂；B为粉煤灰、腐殖酸盐、生物质炭、含磷肥料、活化赤泥；C为膨润土、铁粉；A、B、C三部分按重量比20～30：20～40：40～60混合均匀，即得。对于镉中度污染水稻田，在加入调理剂前，先进行以下处理：(1)按与所述土壤的质量比为0.2-1.0:100施用提取剂，翻耕混合均匀；(2)灌水，翻耕，静置，排水；(3)再次灌水，翻耕，静置，排水；其中，所述提取剂为氯化钙、氯化镁或氯化铵中的一种或几种。在上述处理前，优选将中度镉污染水稻田翻耕、破碎，剔除草根、树枝等异物。本专利技术进一步包括以下优选的技术方案：优选的方案中，所述A部分按重量份计：有机质70～90份，发酵剂1～10份，微生物菌剂5～30份。优选的方案中，B部分按重量份计：粉煤灰20～30份，腐殖酸盐10～30份，生物质炭20～30份，含磷肥料20～30份，颗粒活化赤泥10～20份，甲壳素1～5份。优选的方案中，C部分按重量份计，膨润土40～60份，铁粉40～60份。优选的方案中，所述步骤(2)中静置1-2天。优选的方案中，所述步骤(3)中静置1-2天。优选的方案中，加入调理剂后，静置2-7天。优选的方案中，镉轻度污染水稻田中Cd含量0.3-0.6mg/kg；中度镉污染水稻田中，Cd含量0.6-0.9mg/kg。优选的方案中，所述灌水深度10-15cm，排水程度：自然排干，露出土壤。优选的方案中，对于镉中度污染的土壤，提取剂施用2～3季并按上述方式灌排水、插秧后，土壤中的镉明显降低，下一季水稻插秧前，施加土壤调理剂，再正常插秧。优选的方案中，A部分的制备过程为：将有机质、发酵剂、微生物菌剂混合均匀，喷水使其含水率20～30％，堆腐72～144小时得到半腐熟有机质，而后造粒，晾干备用。优选的方案中，所述活化赤泥颗粒通过以下方法制备得到：按重量份，赤泥70～80份，有机质20～30份，氯化镁3～6份；5.0～8.0mol/L盐酸以及水，将赤泥、氯化镁混合，加入其总重30-50％的水，混合均匀，加入盐酸，再次混合均匀，反应3～8小时后，固液分离，再次加水2-3次，加水后进行固液分离，所得固体在100～150℃烘干，磨碎过60目筛，即得活化赤泥基料；将基料与60目过筛有机质按重量比60～75：25～40混合，加入占混合物总重15～25％的水，混合均匀后，造粒。活化赤泥疏通内部通道，添加有机质混合均匀后造粒，具有非常优异的吸附性能。优选的方案中，所述活化赤泥颗粒的粒径为0.5～2.0mm。优选的方案中，将B部分和C部分通过干法制粒后备用。所述有机质优选为秸杆粉碎物、玉米芯粉碎物、树叶、花生饼、豆饼、草木灰中的一种或几种。所述发酵剂优选为市售有机肥发酵菌。所述粉煤灰优选为火力发电厂湿法排出的、经过一年以上风化的，用于改良土壤的粉煤灰。所述腐殖酸盐优选为腐殖酸钾、腐殖酸钠、腐殖酸铵中的一种。所述生物质炭优选为秸杆炭、稻壳炭、椰丝炭、椰壳炭、棕榈壳炭、花生壳炭、核桃壳炭或板栗壳炭中的一种或几种。所述微生物菌剂优选为特异性功能微生物(活菌数108～1012个/克)或市售硅酸盐菌剂(活菌数≥109个/克)。所述“特异性功能微生物”是指专门驯化的耐受目标污染物修复的活性菌群。硅酸盐菌剂也称生物钾肥。所述含磷肥料优选为钙镁磷肥、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、过磷酸钙、磷酸氢二钾或磷酸铵中的一种。所述甲壳素优选为虾、蟹甲壳素。所述赤泥优选为烧结法和/或拜耳法生产氧化铝产生的废渣。所述膨润土优选为钠基膨润土或钙基膨润土。所述铁粉优选为微米级多孔还原铁粉。本专利技术的有益效果：本专利技术针对水稻田相对一般的土壤来说水含量更高，土壤的性质和组成差异较大，而使用现有的方法和工艺无法降低土壤中镉含量，水稻田中镉的存在会对人体产生巨大影响的现状，提出了一种简单、高效，有效降低水稻田中镉含量的原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺。本专利技术结合水稻田的特殊性质，与施肥翻耕同时进行，不影响正常耕种和作物生长。整个过程不需要大型设备，只用一些基本的耕作器械即可完成，操作工序简单。使用本专利技术的提取剂可提取水稻田中水溶态和交换态的镉，所用调理剂对水稻田中残存的镉有稳定化的作用，可降低镉的生物有效性，阻止植株根系对土壤中的镉的吸收，从而阻止镉通过植株根系向植株体内及籽粒中的转移，同时可增加土壤的肥力，提高土壤中微生物总量和活性。本专利技术通过工艺以及所使用药剂的协同配合，不仅能够与水稻耕种过程有效结合，处理成本低，风险小，且能够在不影响水稻田土质的前提下有效地减少水稻田中的镉含量，带来非常好的经济和环境效益。采用该工艺对镉轻、中度污染的土壤进行2-3季的修复后，水稻田中镉的去除率达到20-50％，稻米中的镉可以达到《粮食卫生标准》(GB271本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺，其特征在于，对于镉轻度污染水稻田，进行以下处理：按100‑300kg/亩土壤施加调理剂，翻耕混合均匀；静置，灌水，插秧；所述调理剂包括A、B、C三部分，A为有机质、发酵剂、微生物菌剂；B为粉煤灰、腐殖酸盐、生物质炭、含磷肥料、颗粒活化赤泥、甲壳素；C为膨润土、铁粉；A、B、C三部分按重量比20～30：20～40：40～60混合均匀，即得。

【技术特征摘要】
1.一种原位修复镉轻、中度污染水稻田的工艺，其特征在于，对于镉轻度污染水稻田，进行以下处理：按100-300kg/亩土壤施加调理剂，翻耕混合均匀；静置，灌水，插秧；所述调理剂包括A、B、C三部分，A为有机质、发酵剂、微生物菌剂；B为粉煤灰、腐殖酸盐、生物质炭、含磷肥料、颗粒活化赤泥、甲壳素；C为膨润土、铁粉；A、B、C三部分按重量比20～30：20～40：40～60混合均匀，即得。2.根据权利要求1所述的原位修复轻、中度镉污染水稻田的工艺，其特征在于，对于镉中度污染水稻田，在加入调理剂前，先进行以下处理：(1)按与所述土壤的质量比为0.2-1.0:100施用提取剂，翻耕混合均匀；(2)灌水，翻耕，静置，排水；(3)再次灌水，翻耕，静置，排水；其中，所述提取剂为氯化钙、氯化镁或氯化铵中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的原位修复轻、中度镉污染水稻田的工艺，其特征在于，所述A部分按重量份计：有机质70～90份，发酵剂1～10份，微生物菌剂5～30份。4.根据权利要求3所述的原位修复轻、中度镉污染水稻田的工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，刘晓月，史学峰，李顺锋，刘卫国，韩凤，万文祥，谭坚，黄剑峰，
申请(专利权)人：湖南凯天重金属污染治理工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43