一種用于砷污染土壤的復(fù)合肥及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于砷污染土壤的復(fù)合肥及其制備方法和應(yīng)用，屬于污染土壤修 復(fù)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 砷（As)是一種對(duì)人類(lèi)健康具有重要影響的類(lèi)金屬元素。近年來(lái)，隨著采礦業(yè)的快 速發(fā)展、以及個(gè)別小型礦區(qū)的不合理開(kāi)采和排放等多種原因，我國(guó)部分地區(qū)砷污染現(xiàn)象屢 見(jiàn)報(bào)道。而在一些農(nóng)村地區(qū)，由于施用含砷較高的肥料或使用含砷殺蟲(chóng)劑、獸藥等多方面的 原因，耕地中砷含量超標(biāo)問(wèn)題亦時(shí)有發(fā)生，給農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)帶來(lái)了潛在威脅。土壤中的 砷，尤其是有效態(tài)砷可通過(guò)水稻、小麥等農(nóng)作物吸收最終進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品中，使農(nóng)產(chǎn)品安全性降 低，對(duì)人體健康和生態(tài)安全都存在著極大威脅。
[0003] 砷在土壤中以多種形態(tài)存在，但一般多以無(wú)機(jī)化合物的形態(tài)存在，如以五價(jià)砷、三 價(jià)砷等形態(tài)；有時(shí)也會(huì)以有機(jī)化合物的形態(tài)存在，如一甲基砷（MM)、二甲基砷（DMA)、三甲 基砷（TM)等。有研究發(fā)現(xiàn)，通常在自然狀態(tài)下有機(jī)態(tài)砷的含量非常低，而無(wú)機(jī)態(tài)砷的含量 及毒性均大于有機(jī)態(tài)砷，且三價(jià)砷的毒性是五價(jià)砷的60倍，是甲基砷（MMA、DMA)毒性的70 倍。因此，無(wú)機(jī)態(tài)砷被美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)列為頭號(hào)環(huán)境污染物，并制定了一系列土壤、水體 及農(nóng)產(chǎn)品中砷含量的限值。因此，從某種意義上來(lái)說(shuō)，降低土壤中砷的活性，實(shí)際上主要是 降低無(wú)機(jī)態(tài)砷的毒性，減少其被作物吸收的可能性。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102974601A公開(kāi)了一種砷污染土壤穩(wěn)定劑及修復(fù)污染土壤的方 法，該穩(wěn)定劑包括如下組分：蒙脫石、氧化鈣、碳酸鎂、鐵肩，以穩(wěn)定劑制成品干基為l〇〇kg， 按重量計(jì)的組分如下：蒙脫石30-40kg，氧化鈣20-30kg，碳酸鎂20-30kg，鐵肩10-20kg。將 上述穩(wěn)定劑施用到砷污染土壤中，其中的蒙脫石能夠吸附土壤中的砷，鐵肩在土壤中氧化 形成弱結(jié)晶氫氧化鐵后與As作用生成無(wú)定型砷酸鐵或生成臭蔥石等溶解度較低的次級(jí)礦 物，進(jìn)而降低As的移動(dòng)性，加入的氧化鈣和碳酸鎂組分能夠促進(jìn)金屬沉淀物的生成并有利 于沉淀物的穩(wěn)定存在，然而，將上述穩(wěn)定劑施用于砷污染土壤后，修復(fù)效果并不理想，農(nóng)作 物中砷含量仍然較高，并且需要一次性大量施用，運(yùn)輸成本和施用成本均較高，農(nóng)民不易接 受，難以大面積推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)中的土壤改良劑施用于砷污染土壤后， 修復(fù)效果并不理想，農(nóng)作物中砷含量仍然較高，從而提出一種對(duì)土壤修復(fù)效果好且能有效 降低農(nóng)作物中砷含量的用于砷污染土壤的復(fù)合肥。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0007] -種用于砷污染土壤的復(fù)合肥，其原料組成包括：
[0008] 氮肥，10-60重量份；
[0009] 磷肥，10-60重量份；
[0010] 鉀肥，10-60重量份；
[0011] 農(nóng)用硝酸稀土，〇? 5-2重量份；
[0012] 催化劑廢劑，2-10重量份；
[0013] 鐵礦粉，10-40重量份；
[0014] 腐殖酸礦粉，25-55重量份；
[0015] 海泡石，15-25重量份；
[0016] 草木灰，3-11重量份；
[0017] 高嶺土，0? 5-1. 1 重量份；
[0018] 沸石，0? 3-1. 2重量份。
[0019] 所述采用如下方法制備：
[0020] 所述催化劑廢劑為以氧化鋁為載體的合成甲醇催化劑廢劑。
[0021] 所述催化劑廢劑的活性組分為氧化銅和氧化鋅。
[0022] 所述鐵礦粉為水鐵礦粉、針鐵礦粉、纖鐵礦粉中的一種或幾種的混合物。
[0023] 所述氮肥為尿素、碳酸銨、硫酸銨、氯化銨、硝酸鈣和硝酸銨中的一種或幾種的混 合物，所述磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過(guò)磷酸鈣、重過(guò)磷酸鈣和鈣鎂磷肥中的一種或幾種 的混合物，所述鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀、硅酸鉀和硝酸鉀中的一種或幾種的混合物。
[0024] 所述催化劑廢劑的粒徑小于或等于10nm，所述鐵礦粉的粒徑小于或等于10nm，所 述腐殖酸礦粉的粒徑為110-140目，所述海泡石的粒徑為110-140目，所述草木灰的粒徑為 110-140目，所述高嶺土的粒徑為110-140目，所述沸石的粒徑為110-140目。
[0025] 還添加有生石灰、膨潤(rùn)土、羥基磷灰石中的至少一種以及有機(jī)肥；
[0026] 所述有機(jī)肥中，以烘干基計(jì)的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)多40% ;以烘干基計(jì)的氮、五氧化 二磷和氧化鉀總養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多4. 0% ;鮮樣的水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 30%，酸堿度pH值為 5. 5-8. 5〇
[0027] 所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥的制備方法，其步驟如下：
[0028] 按照上述重量份取各種原料組分并混合均勻，經(jīng)擠壓造粒即得所述復(fù)合改良劑。
[0029] 所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥在砷污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
[0030] 所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥的施用方法，其步驟如下：
[0031] 向砷污染的土壤中加入所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥，添加量為10_200kg/ hm2,平衡改良土壤時(shí)間為7-14天。
[0032] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0033] (1)本發(fā)明所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥，包括氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)組分以及適合配比 的農(nóng)用硝酸稀土、催化劑廢劑、鐵礦粉、腐殖酸礦粉、海泡石、草木灰、高嶺土和沸石組分，將 其施用于砷污染土壤后，在上述各組分的協(xié)同作用下，實(shí)現(xiàn)在將土壤中砷進(jìn)行有效鈍化和 固定的同時(shí)對(duì)受污染土壤進(jìn)行有效修復(fù)，從而一方面使得土壤中的砷活性顯著降低，有利 于降低農(nóng)作物對(duì)砷的吸收，進(jìn)而使得農(nóng)作物中砷含量顯著降低，另一方面含有的氮磷鉀營(yíng) 養(yǎng)組分和草木灰等又能為土壤提供營(yíng)養(yǎng)以改善土壤肥力，持續(xù)強(qiáng)化對(duì)受污染土壤的修復(fù)效 果，此外，農(nóng)用硝酸稀土中的稀土組分本身對(duì)砷具有拮抗作用，進(jìn)一步有利于降低農(nóng)作物對(duì) 砷的吸收，本發(fā)明所述的復(fù)合改良劑具有較好的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性，不會(huì)產(chǎn)生二次污染， 成本低廉，易于大面積推廣，當(dāng)施用于砷污染土壤時(shí)，施用量?jī)H為10_200kg/hm2,就能顯著 降低農(nóng)作物中砷含量，使其達(dá)到國(guó)家食用安全標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到治理目標(biāo)。
[0034] (2)本發(fā)明所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥，還添加有生石灰、膨潤(rùn)土、羥基磷灰 石和有機(jī)肥，通過(guò)生石灰、膨潤(rùn)土、羥基磷灰石中的無(wú)機(jī)組分固定污染土壤中的砷，并結(jié)合 有機(jī)肥來(lái)改善土壤的肥力，從而在提高對(duì)土壤中砷固定作用的同時(shí)強(qiáng)化對(duì)受污染土壤的修 復(fù)作用。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 以下實(shí)施例中以1重量份代表lg。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] 本實(shí)施例提供一種用于砷污染土壤的復(fù)合肥，其原料組成包括：
[0038] 尿素，10重量份；
[0039] 磷酸一銨，60重量份；
[0040] 氯化鉀，10重量份；
[0041] 農(nóng)用硝酸稀土，2重量份；
[0042] 合成甲醇催化劑廢劑，2重量份；
[0043] 水鐵礦粉，40重量份；
[0044] 腐殖酸礦粉，55重量份；
[0045] 海泡石，15重量份；
[0046] 草木灰，11重量份；
[0047] 高嶺土，0.5重量份；
[0048] 沸石，1.2重量份。
[0049] 所述的農(nóng)用硝酸稀土的粒徑為10目，所述合成甲醇催化劑廢劑的粒徑為10nm， 所述水鐵礦粉的粒徑為IOnm;所述腐殖酸礦粉、海泡石、草木灰、高嶺土和沸石的粒徑均為 110 目。
[0050] 進(jìn)一步，提供所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥的制備方法，具體為：
[0051] 按照上述重量份取各種原料組分并混合均勻，經(jīng)擠壓造粒即得所述復(fù)合改良劑。
[0052] 實(shí)施例2
[0053] 本實(shí)施例提供一種用于砷污染土壤的復(fù)合肥，其原料組成包括：
[0054] 碳酸銨，60重量份；
[0055] 磷酸二銨，10重量份；
[0056] 硫酸鉀，60重量份；
[0057] 農(nóng)用硝酸稀土，0? 5重量份；
[0058] 合成甲醇催化劑廢劑，10重量份；
[0059] 針鐵礦粉，10重量份；
[0060] 腐殖酸礦粉，25重量份；
[0061] 海泡石，25重量份；
[0062] 草木灰，3重量份；
[0063] 高嶺土，I. 1重量份；
[0064] 沸石，0. 3重量份；
[0065] 生石灰，10重量份；
[0066] 膨潤(rùn)土，15重量份；
[0067] 羥基磷灰石，10重量份；
[0068] 有機(jī)肥，20重量份。
[0069] 所述的農(nóng)用硝酸稀土的粒徑為10目，所述合成甲醇催化劑廢劑的粒徑為9nm，所 述針鐵礦粉的粒徑為9nm，所述腐殖酸礦粉、海泡石、草木灰、高嶺土和沸石的粒徑均為140 目。
[0070] 所述生石灰、膨潤(rùn)土、羥基磷灰石的粒徑均為10目。
[0071] 所述有機(jī)肥中，以烘干基計(jì)的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40% ;以烘干基計(jì)的氮、五氧化 二磷和氧化鉀總養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4. 0% ;鮮樣的水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，酸堿度pH值為 5. 5〇
[0072] 進(jìn)一步，提供所述的用于砷污染土壤的復(fù)合肥的制備方法，具體為：
[0073] 按照上述重量份取各種原料組分并混合均勻，經(jīng)擠壓造粒即得所述復(fù)合改良劑。
[0074] 實(shí)施例3
[0075] 本實(shí)施例提供一種用于砷污染土壤的復(fù)合肥，其原料組成包括：
[0076] 硫酸銨，40重量份；
[0077] 過(guò)磷酸鈣，35重量份；
[0078] 硅酸鉀，50重量份；
[0079] 農(nóng)用硝酸稀土，1. 5重量份；
[0080] 合成甲醇催化劑廢劑，5重量份；
[0081] 纖鐵礦粉，30重量份；
[0082] 腐殖酸礦粉，40重量份；
[0083] 海泡石，17重量份；
[0084] 草木灰，8重量份；
[0085] 高嶺土，0.9重量份；
[0086] 沸石，0.8重量份；
[0087] 膨潤(rùn)土，10重量份；
[0088] 有機(jī)肥，20重量份。
[0089] 所述的農(nóng)用硝酸稀土的粒徑為10目，所述合成甲醇催化劑廢劑的粒徑為8nm，所 述纖鐵礦粉的粒徑為8nm，所述腐殖酸礦粉、海泡石