[发明专利]修复重金属污染土壤的功能肥料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及一种修复重金属污染土壤的功能肥料及其制备方法和应用。

背景技术

中国地质调查局发布《中国耕地地球化学调查报告》显示，我国有3488万亩重金属中重度污染或超标耕地，耕地污染形势严峻，极大影响了粮食产量与安全。土壤重金属污染修复技术包括物理、化学、生物和工程技术。物理技术主要是通过电热和土壤淋洗等途径将重金属从土壤中去除，这种治理方法较为彻底，但是效率低，成本高，应用范围受到限制。生物技术主要是通过植物(植物提取，植物挥发，植物固定)、动植物残体和微生物来固化重金属，这种方法较为环保，但是富集植物筛选复杂，固定效率低，并且收割后的植物焚烧后产生的灰分怎样处理，在业界颇有争议。工程技术主要是通过客土，覆土和深耕翻土等途径将土壤重金属转移到别处，或者覆盖到植物根系不能触及的深层土，但是其工程里大、成本高，难以推广。原位钝化技术主要是通过向土壤中添加固化制剂或材料，使重金属的生物可利用性降低，甚至完全不能被生物吸收，成为沉淀状态。目前根据中国地少人多，且原位钝化技术治理重金属污染表现出潜能和重要性，已引起学者和应用者愈来愈广泛的重视。

目前，国内外在农田土壤重金属污染钝化修复中，使用的钝化剂材料主要包括：1)粘土矿物，如海泡石、蒙脱土、膨润土、凹土、高岭土等；2)碳材料，如秸秆炭、黑炭、果壳炭、骨炭等；3)含磷材料，如钙镁磷肥、羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸盐等；4)硅钙材料，如石灰、石灰石、碳酸钙镁、硅酸钠、硅酸钙、硅肥等；5)金属氧化物，如氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、针铁矿、氧化锰、锰钾矿等；6)有机物料，如畜禽粪便、腐殖酸、泥炭、有机堆肥等；7)工业废弃物，如粉煤灰、钢渣、赤泥、污泥等。CN201410078419.9公开了一种利用凹凸棒土、壳聚糖、生物炭、硫代硫酸钠四种材料复合制备修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂。该修复肥及修复剂主要采用螯合土壤中重金属离子的方式固定重金属离子，以还原高价重金属离子的方法降低其毒性和溶解性。

鉴于中国耕地土壤重金属污染面积广，污染程度多为轻度、中度污染，因此针对耕地土壤重金属污染治理，思路已由将重金属完全去除转变为实行基于保障农产品质量安全的风险控制的策略，发展辅以重金属修复功能的肥料技术和原位钝化技术和是目前中轻度污染土壤修复的较好选择，符合当前我国可持续农业发展的需要。而功能肥料技术还具有不增加任何田间劳作，不改变耕作方式，易普及推广的特征优势，是一种经济高效的重金属污染治理技术。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种修复重金属污染土壤的功能肥料及其制备方法和应用。本发明所提供的修复重金属污染土壤的功能肥料在提供农作物的土壤中所必需养分元素的同时，还可以通过物理吸附、化学吸附、固化重金属使重金属失去活性，降低农作物中重金属含量，保障农产品质量安全，还可通过缓释作用减少化肥使用，增加农作物产量。

本发明所提供的技术方案如下：

一种修复重金属污染土壤的功能肥料，包括：1wt％～35wt％的膨润土，0.75wt％～22.5wt％的蒙脱石，0.5wt％～20wt％的细煤粉，50wt％～95wt％的有机无机复混肥料。

优选的，有机无机复混肥中：总养分(氮、磷和钾)≥15wt％，有机质≥20wt％。

本发明所提供的修复重金属污染土壤的功能肥料在提供营养元素的同时可以修复土壤重金属污染，起到保障农产品质量安全的效果。

本发明还提供了一种修复重金属污染土壤的功能肥料的制备方法，包括以下步骤：

1)混合1～35份的膨润土、0.75～22.5份的蒙脱石和0.5～20份的细煤粉，得到混合料；

2)配制增微孔剂，所述增微孔剂为碳水化合物的水溶液；

3)将步骤1)得到的混合料与步骤2)得到的增微孔剂进行混合练泥，得到泥料；

4)以步骤3)得到的泥料进行成型和干燥，得到成型品；

5)将步骤4)得到的成型品进行烧成，得到半成品；

6)将步骤5)得到的半成品粉碎，得到除土壤中重金属的功能基质；

7)将步骤6)得到的功能基质与50～95份的有机无机复混肥料混合、造粒，得到修复重金属污染土壤的功能肥料。

本发明所提供的修复重金属污染土壤的功能肥料通过对合理配比的原料进行混泥、增孔、高温烧成和急冷活化而具有高活性和重金属吸附性的功能基质，在提供营养元素同时可以修复土壤重金属污染。

优选的，步骤2)中，所述增微孔剂为单糖或二糖的水溶液。