[发明专利]一种适用于北方碱性土壤重金属污染的复合调理剂

说明书

本发明提供了一种适用于北方碱性土壤重金属污染的复合调理剂，包括生物炭、有机肥、微生物菌剂、磷矿粉，所述生物炭、有机肥、微生物菌剂、磷矿粉的质量比为40~65∶30~50∶3~5∶10~25。本发明针对北方碱性土壤理化性质及重金属元素特征，在当前钝化技术的基础上，利用生物炭、有机肥、磷矿粉的吸附沉淀性能，以及芽孢杆菌的抑菌、解磷、钝化重金属能力，提供了一种兼具改善土壤理化性质、防治土传病害和钝化重金属镉铅的复合调理剂及其制备和使用方法。

技术领域

本发明涉及一种适用于北方碱性土壤重金属污染的复合调理剂。

背景技术

导致土壤环境产生污染的重金属主要有汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及因积累过量而产生生物毒性的铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)和锰(Mn)等常见元素。随着社会的发展，工业“三废”的排放、矿山的开采、化肥和农药的添加、污水灌溉及生活垃圾的排放等等造成这些重金属元素不断在土壤表层进行累积，从而对耕地、农产品以及人类健康带来严重的安全隐患。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示我国耕地土壤环境污染点位超标率达到19.4％，重金属污染问题较为突出。农业部农产品污染防治重金属实验室调查全国30万hm²基本农田保护区，结果表明农产品超标率达到12.1％，其中粮食重金属超标率达到10％以上。尤其近年来频发的“镉米”、“镉麦”、“血铅儿童”等重金属污染事件严重影响人类健康和社会稳定，因此，污染土壤的修复和粮食的安全生产迫在眉睫。

广义的土壤修复技术不仅是去除土壤中的污染物，还包括降低其生物有效性和迁移性，从而消减污染物对作物、周边环境和人体健康造成的风险。目前常见的土壤修复方法主要有物理修复技术，化学修复技术，以及微生物修复技术和植物修复技术。其中化学钝化技术主要是通过添加外源添加剂(如石灰类物质、含磷材料、金属氧化物、生物炭、凹凸棒石等)，与重金属发生吸附、沉淀、离子交换和氧化还原等一系列反应，改变重金属在土壤中的赋存形态，降低其生物有效性，从而减少重金属对土壤生物的毒害和在农产品中的积累。该方法虽然对于抑制农产品重金属累积简单快捷，但是容易出现土壤板结，作物减产等现象，且施加量大，易造成二次污染。微生物修复则是通过物理吸附、表面络合、离子交换和胞内积累等作用达到消减、净化与固定重金属的目的。该方法有助于提高土壤肥力、改善土壤微生态环境，但微生物活性易受环境因素影响，单独添加存活率低，修复周期较长，进而影响治理效率。当前的土壤重金属污染钝化剂多针对南方酸性土壤，通过施加碱性材料提高土壤pH即可有效降低土壤重金属的生物有效性，而针对北方土壤本身呈碱性的土壤，则无法通过此方法来达到钝化土壤重金属的目的。基于以上问题，研发适用于我国北方碱性土壤的复合修复技术具有重要意义。

发明内容

本发明针对北方碱性土壤理化性质及重金属元素特征，在当前钝化技术的基础上，利用生物炭、有机肥、磷矿粉的吸附沉淀性能，以及芽孢杆菌的抑菌、解磷、钝化重金属能力，提供了一种兼具改善土壤理化性质、防治土传病害和钝化重金属镉铅的复合调理剂及其制备和使用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于北方碱性土壤重金属污染的复合调理剂，包括生物炭、有机肥、微生物菌剂、磷矿粉，所述生物炭、有机肥、微生物菌剂、磷矿粉的质量比为40～65∶30～50∶3～5∶10～25。

优选的，所述生物炭的生物质原料为玉米、大豆、小麦、棉花中的一种、两种或多种秸秆。

优选的，所述有机肥为腐熟鸡粪。

优选的，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌混合而成的复合菌剂，所述枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌的微生物数量比为2∶2∶1，所述枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌中每种菌剂的有效活菌数≥2.0×10⁹cfu·g^-1，所述复合菌剂的有效活菌数≥2.0×10⁸cfu·g^-1。