[发明专利]酸性重金属污染土壤适用的改良剂及其应用

说明书

本发明提供了一种酸性重金属污染土壤适用的改良剂及其应用。按重量百分比计，改良剂包括15～25％的羟基磷灰石粉、30～40％的海泡石粉、24～32％的蒙脱石粉、15～25％的钾长石粉和5～15％的白云石粉。该改良剂在极端酸性矿区生态恢复项目施工过程中使用时可避免生石灰或熟石灰等过量施用，能够快速消酸、控酸，降低重金属毒性，见效快，保水保肥、增强作物抗性，同时还能够持续改善矿区土壤结构，缓释补充硅、钙、镁、磷等中微量元素，长效持续改良极端酸性土壤，且不会引发次生灾害。

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体而言，涉及一种酸性重金属污染土壤适用的改良剂及其应用。

背景技术

有色金属开采主要以露天开采为主，现阶段，中国矿业废弃地面积高达200万公顷，金属矿山占用土地还在以每年5×10²km²的破坏速度在不断发展，使得土地失去经济利用价值。有色金属矿业活动是我国重金属污染的最主要来源，排土场含硫废石(主要为黄铁矿FeS₂)露天堆放，经风化淋溶和氧化作用产生酸性废水，极易溶出重金属，且同一矿区通常含有多种重金属，共同造成环境污染。因此，金属矿山排土场土壤极端酸性与重金属毒性严重影响了植物的生长定居。

目前，国内对极端酸性排土场重金属污染土壤改良多采用原位基质改良，原位基质改良过程中，需要对极端酸性重金属污染土壤施撒土壤改良剂，改良土壤理化性质，调节酸性，控制重金属污染，提高肥力，使其更适宜于植物生长。

国内针对酸性土改良技术大致分为几类：(1)物理改良。主要包括客土和表土回填等，在正式进行金属矿厂建设之前，需要剥离所在地地表的表土来减少破坏当地土壤种子库、营养元素与土壤结构的概率，之后需要将开采之前的表层土进行回填来促进当地植被的加快恢复。(2)化学改良。多数金属矿山废弃地大都会伴随有比较严重的酸化问题，石灰和碳酸氢盐也有助于对呈酸性的废弃地进行中和处理，同时可以借助特定的化学物质等来和重金属元素之间发生络合、沉淀及吸附等反应，借此来降低重金属毒性。(3)生物改良。生物改良也是不容忽视的一种改良土质的技术。比如，可以充分利用蚯蚓等土壤动物，也可以充分借助酶和菌根等微生物来改良基质。

由于金属矿山排土场极端酸性土壤pH能达到2.5左右，目前已公开针对极端酸性矿区重金属污染土壤修复的专利较少。针对污染土壤极端酸性，现场多数集中于使用添加碱性中和剂生石灰、熟石灰、石灰石粉等中和酸性土壤中的酸，如：

中国专利文献(公开号：CN110860554A)公开了一种极端酸化矿山土壤的改良方法，该方法是利用改良剂和微生物菌剂改变土壤的微生物群落结构，尤其是降低铁硫氧化产酸微生物的相对丰度，抑制金属硫化物氧化产酸；利用改良剂可吸附、螯合、络合、固定重金属离子并降低其生物学毒性，减少重金属离子向周围土壤或水体的扩散和渗漏。该发明的改良方法投入成本低，酸化控制和重金属稳定效果好，营养物质含量提升显著，不破坏土壤结构，易于实施。该专利在酸化矿山土壤的表面覆盖改良剂(石灰+农家肥)，土壤下层施用微生物菌剂，改变土壤的微生物群落结构，尤其是降低铁硫氧化产酸微生物的相对丰度，抑制金属硫化物氧化产酸。

中国专利文献(公开号：CN111423884A)公开了酸性土壤改良剂及其施用方法和应用。其发明的酸性土壤改良剂包括生物炭和熟石灰，所述生物炭与熟石灰的重量比为(10～40):(1.5～3)；所述生物炭包括猪粪热解炭和/或水稻秸秆炭。该发明将生物炭和熟石灰联合使用，不仅能改善单独使用熟石灰所引起的土壤问题，避免单独使用生物炭费用高而不易大规模应用的弊端，又能改善农作物根系生长环境，促根系生长和吸收，改善营养和生长状况，提高作物产量。