一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于土壤重金屬污染處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，包括污染土壤的整地、深翻耕、修復(fù)劑的施用、修復(fù)劑施用后的平衡穩(wěn)定等步驟。本發(fā)明所述的修復(fù)方法通過修復(fù)劑固定稻田土壤中砷，改變土壤中砷的形態(tài)和價態(tài)，降低土壤中有效砷含量并抑制水稻吸收對其的吸收，從而使大米中砷的含量達(dá)到國家食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（無機砷≤0.2mg/kg，GB2726-2012）。本發(fā)明所述的方法在水稻種植前即進(jìn)行修復(fù)，不影響生產(chǎn)，具有修復(fù)時間短、對土壤理化性質(zhì)影響小、環(huán)境友好等特點。
【專利說明】一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤重金屬污染處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采礦、冶煉、含砷農(nóng)藥和肥料的施用、木材的防腐和富砷地表水的灌溉等使我國多個地區(qū)的土壤 受到了砷污染，目前已知我國有10個省市的17個地區(qū)土壤出現(xiàn)不同程度的砷污染，而稻田土壤是其中的代表之一。稻米是我國重要的糧食作物，南方地區(qū)主要以稻米為主食。但大量的研究發(fā)現(xiàn)，大部分工礦區(qū)附近的稻田土壤砷含量均超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)(≤30 mg/kg, GB 15618-1995)，該地區(qū)生產(chǎn)的稻米中砷含量超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)限值(無機砷≤0.2 mg/kg, GB 2726-2012)。
[0003]據(jù)研究，當(dāng)水田中砷濃度高于I mg/kg時,水稻生長明顯受害，當(dāng)高于20 mg/kg時，水稻枯死。砷污染使得農(nóng)田產(chǎn)量下降，甚至顆粒無收。砷通過食物進(jìn)入人體，長期累積，會使人體出現(xiàn)皮膚色素沉著、手腳角質(zhì)化、聽力減弱等病癥，甚至導(dǎo)致皮膚癌、肺癌、肝癌等癌癥。
[0004]因此，為了修復(fù)砷污染土壤和保證糧食安全生產(chǎn)，研究出一種能較好地治理砷污染土壤、減少作物吸收砷的方法具有非常重要的意義。土壤砷污染修復(fù)技術(shù)中，物理修復(fù)工程量大、成本高，生物修復(fù)消耗時間長，而化學(xué)改良修復(fù)技術(shù)時間短、成本較低，是當(dāng)前土壤重金屬污染治理中有效的方法之一。常規(guī)的重金屬污染土壤的修復(fù)劑對土壤的理化性質(zhì)影響較大，不適用于砷污染土壤的治理，因此提供一種對土壤理化性質(zhì)影響小、修復(fù)時間短的砷污染稻田土壤修復(fù)方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，包括以下步驟:
步驟a、對砷污染稻田進(jìn)行整理，排出積水；
步驟b、受污染稻田第一次施用修復(fù)劑；
步驟C、施用修復(fù)劑后的稻田第一次深翻耕；
步驟d、在第一次深翻耕后的稻田表面再次施用修復(fù)劑；
步驟e、第二次深翻耕，第二次深翻耕后進(jìn)行多次翻耕；
步驟f、修復(fù)劑與受污染稻田中的砷進(jìn)行平衡穩(wěn)定。
[0006]優(yōu)選地，所述修復(fù)劑為還原鐵粉，粒度100目，鐵含量不低于98%。
[0007]優(yōu)選地，所述修復(fù)劑施用量對于輕度砷污染稻田(土壤總砷含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)0-2倍)為600 Kg/畝；對于中度砷污染稻田(土壤總砷含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2-5倍)為1200 Kg/畝。
[0008]優(yōu)選地，步驟c和步驟e所述深翻耕深度對于輕度砷污染稻田為25-30 cm ;對于中度砷污染稻田為30-35 cm。
[0009]優(yōu)選地,步驟b和步驟d所述修復(fù)劑施用量相同。
[0010]優(yōu)選地，所述平衡穩(wěn)定時間為15-25天，期間受污染稻田表面保持水層高度2-5cm。
[0011]有益效果
由于采用了本發(fā)明的修復(fù)方法，還原鐵粉在受污染稻田土壤中氧化生成的產(chǎn)物對砷具有較強的吸附能力，且鐵還可以與砷形成沉淀，將砷固定于土壤中，降低其遷移性；還可以增加水稻根表面鐵膜量，減緩砷對作物的毒害和抑制作物吸收砷。同時其還促進(jìn)了作物吸收營養(yǎng)元素磷，有利于作物生長。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明存在以下優(yōu)點:
(O降低土壤中砷的活性，土壤易溶型砷降低了 77.3%，使土壤易溶型砷轉(zhuǎn)化為難溶性砷，減緩對植物生長的危害，進(jìn)一步地使糙米中總砷和無機砷分別降低了 30.1%和30.3%，糙米中無機砷含量接近國家標(biāo)準(zhǔn)；
(2)同時還促進(jìn)了大米吸收磷，使糙米磷含量增加48.6% ；
(3)對土壤環(huán)境友好，對土壤理化性質(zhì)影響較小，對水稻生長亦無副作用。
具體實施例
[0012]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明。
[0013]以還原鐵粉為修復(fù)劑，其中粒度100目，鐵含量>98%，選擇在3月上旬(早稻)、5月上旬(中稻)、6月下旬(晚稻)的晴天，在中輕度砷污染的稻田上進(jìn)行除草、整地、深翻耕。根據(jù)水稻田土壤中砷污染程度的不同，修復(fù)劑的施用量為:輕度污染水稻田(土壤總砷含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)0-2倍)600 kg/畝，中度污染的水稻田(土壤總砷含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2-5倍)1200 kg/畝。深翻耕之前，排出稻田內(nèi)積水。將1/2施用量的修復(fù)劑均勻的拋灑在水稻田表面，然后進(jìn)行水稻田的第一次深翻耕。對于砷輕度污染稻田深翻耕以25-30 cm為宜，對于砷中度污染稻田深翻耕以30-35 cm為宜。第一次深翻耕完畢，在深翻耕后的水稻田表面，將剩余1/2施用量的修復(fù)劑均勻的拋灑在水稻田表面，進(jìn)行第二次深翻耕。之后再多次翻耕，使修復(fù)劑與耕作層土壤混合均勻，平衡穩(wěn)定15-25天，期間保持土層以上2-5 cm水層，然后再進(jìn)行插秧。
[0014]以湖南地區(qū)某污染稻田為例，修復(fù)前經(jīng)測定其土壤理化性質(zhì)如下:
pH值7.95，有機質(zhì)3.02%，總鐵3.82%，總砷63.35 mg/kg?？偵楹砍鰢沂秤棉r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(HJ/T 332-2006)限值2.2倍，屬于中度污染。按中度污染條件，每畝施用改良材料1200公斤，按其施用方法改良污染稻田。插秧前稻田土壤中易溶型砷含量降低了 77.3%，砷毒性浸出量降低了 70.4%，緩解了活性砷對水稻秧苗的毒害。水稻成熟后，糙米總砷量降低了 30.1%,無機砷量從0.33 mg/kg降至0.23 mg/kg,接近國家食品標(biāo)準(zhǔn)糙米無機砷限值0.2 mg/kg。同時，改良材料的施用還增加了糙米營養(yǎng)元素磷含量約49%。
[0015]表I修復(fù)前后土壤和糙米中各指標(biāo)含量對照表
【權(quán)利要求】
1.一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟a、對砷污染稻田進(jìn)行整理，排出積水； 步驟b、受污染稻田第一次施用修復(fù)劑； 步驟C、施用修復(fù)劑后的稻田第一次深翻耕； 步驟d、在第一次深翻耕后的稻田表面再次施用修復(fù)劑； 步驟e、第二次深翻耕，第二次深翻耕后進(jìn)行多次翻耕； 步驟f、修復(fù)劑與受污染稻田中的砷進(jìn)行平衡穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，其特征在于:所述修復(fù)劑為還原鐵粉，粒度100目，鐵含量不低于98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，其特征在于:所述修復(fù)劑施用量對于輕度砷污染稻田(土壤總砷含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)0-2倍)為600 Kg/畝；對于中度砷污染稻田(土壤總砷含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2-5倍)為1200 Kg/畝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，其特征在于:步驟c和步驟e所述深翻耕深度對于輕度砷污染稻田為25-30 cm;對于中度砷污染稻田為30-35 cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，其特征在于:步驟b和步驟d所述修復(fù)劑施用量相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種中輕度砷污染稻田修復(fù)方法，其特征在于:所述平衡穩(wěn)定時間為15-25天，期間受污染稻田表面保持水層高度2-5cm。
【文檔編號】B09C1/08GK103551374SQ201310437525
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】曾敏, 廖柏寒, 胡立瓊, 周航, 雷鳴 申請人:曾敏, 中南林業(yè)科技大學(xué)