一種用於植物修復砷汙染土地的添加劑及其製備方法
2023-10-05 19:46:24
專利名稱：一種用於植物修復砷汙染土地的添加劑及其製備方法
技術領域：
本方法涉及以砷超富集植物(hyperaccumulator)-蜈蚣草為材料，提高其修復砷汙染土地(包括溼地)效率的強化輔助技術。該方法通過施用合適的添加劑提高蜈蚣草對土地中砷的吸收量，以達到更快地降低土地環境中砷汙染物含量的目的。
背景技術：
土壤砷汙染問題即普遍又難以解決。砷超富集植物的發現為砷汙染土地的修復提供了新的思路和趨勢，即利用這類特殊的植物為技術核心並輔以強化手段修復汙染環境。蜈蚣草是一種生物量大、耐砷能力強、富集砷快的超富集植物，具有分布區域廣、適用能力強等優點(陳同斌等，科學通報，2002，47(3)207-210)。在利用蜈蚣草修復砷汙染土壤技術方面，中國發明專利(申請號CN01120519.9；公開號CN1397390)報導了一種植物修復技術，該技術廉價、快速、且有利於維持土壤基本理化性狀，為砷汙染土地治理工作提供一種新的途徑。
但是上述專利並沒有涉及到如何提高植物修復效率的添加劑。實驗研究發現，添加劑的應用可以進一步提高植物修復效率。添加劑的施用一方面可以提高土壤肥力和增加修復植物的產量，另一方面可以提高土壤中砷的生物有效性，還可在一定程度上改良土壤。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於植物修復砷汙染土地的添加劑。
本發明的又一目的在於提供製備上述添加劑的萬法。
為實現上述目的，本發明提供的植物修復砷汙染土地的添加劑，其成份與用量關係為(A)磷酸二氫鈣25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸鉀22-29公斤；或(B)碳酸氫銨84-113公斤、磷酸二氫鉀29-38公斤、硫酸鉀33-37公斤；以及A或B重量20％的膠結劑；所述膠結劑為堆腐後的城市汙泥堆肥。
其中砷汙染土地包括溼地。
本發明提供的製備上述添加劑的方法，將磷酸二氫鈣25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸鉀22-29公斤與上述成份總重量20％的膠結劑；或將碳酸氫銨84-113公斤、磷酸二氫鉀29-38公斤、硫酸鉀33-37公斤與上述成份總重量20％的膠結劑混勻、造粒、冷卻、乾燥、包裝即得成品；所述膠結劑為堆腐後的城市汙泥堆肥。
本發明中添加劑選用的均為普通常用的化工原料，獲取容易，價格低廉。經造粒等工序製成的成品後，其施用方便且不易起塵，並能保持肥效和活化能力的穩定供應。在實際修復應用中，將添加劑在移栽蜈蚣草之前撒到土壤表面，不僅可以提高植物產量，還可「活化」土壤中的砷，促進蜈蚣草對砷的吸收。
本發明表明，使用本添加劑可明顯促進蜈蚣草的生長及其對砷的累積；田間種植蜈蚣草在7個月後生物量可高達2.5t/ha，砷修復效率為8％，比不施磷處理提高了5.5％。應用合適的添加劑能夠及時補充植物正常生長所需要的營養元素，有利於蜈蚣草的生長發育，還能促進其對土地中砷的吸收，進而達到提高修復效率、節約修復時間和減少修復成本的目的。但不同種類的添加劑對植物的生長發育影響不同，對提高砷的有效性作用也不盡相同。因此，在植物修復過程中，應根據修復植物的種類、土壤汙染特徵、土壤理化性質及重金屬特性進行科學合理的施用添加劑才能夠達到提高修復效率的目的。
圖1為實施例3的效果比較圖。
具體實施例方式
以下是添加劑及其製備方法的實施例。
實施例1先將磷酸二氫鈣25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸鉀22-29公斤混勻，再與上述總重量20％的堆腐後的城市汙泥堆肥作為膠結劑，相互混勻、造粒、冷卻、乾燥、包裝即得成品(本發明提及的混勻、造粒、冷卻、乾燥、包裝等工藝均為公知技術，在此不多作描述)。將該添加劑撒到待修復的砷汙染土地上，然後灌水，再種植蜈蚣草進行修復。蜈蚣草生長好，並且土地中砷的去除效率高達8％，比對照土壤提高了2.5倍。
實施例2先將碳酸氫銨84-113公斤、磷酸二氫鉀29-38公斤、硫酸鉀33-37公斤混勻，再與上述總重量20％腐後的城市汙泥堆肥作為膠結劑，相互混勻、造粒、冷卻、乾燥、包裝即得成品。將該添加劑撒到待修復的砷汙染土地上，然後灌水，再種植蜈蚣草進行修復。蜈蚣草生長好，並且土地中砷的去除效率高達6％，比對照土壤提高了2倍。
實施例3在室內進行盆栽對照實驗。將孢子萌發的蜈蚣草苗(10-15cm高)移栽到砷濃度為207mg/kg的土壤及不同添加劑處理中。待蜈蚣草生長120天後收穫。施用實施例1和2添加劑的砷累積量分別為每盆11g和8g，而不施添加劑處理的砷累積量為3g。如圖1所示。
實施例4在砷汙染土壤的現場修復中，在種植蜈蚣草前將該添加劑撒到待修復的砷汙染土地上，然後灌水，移栽蜈蚣草。待蜈蚣草生長7個月後收穫。表1列出本發明的添加劑實際施用的效果。施用添加劑的生物量分別為1686和2074kg/ha，是不施添加劑處理的1.6和2.0倍；砷累積量分別為2.48和2.86kgAs/ha，是不施添加劑處理的2.9和3.4倍。
表1現場修復中不同添加劑處理下蜈蚣草生長和累積砷
本發明的生產工藝簡便，生產成本低，植物增產效果好，植物修復效率高。因此，具有良好的經濟和環境效益，適合於砷汙染土壤的修復工作中推廣應用。
權利要求
1.一種用於植物修復砷汙染土地的添加劑，其成份與用量關係為(A)磷酸二氫鈣25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸鉀22-29公斤；或(B)碳酸氫銨84-113公斤、磷酸二氫鉀29-38公斤、硫酸鉀33-37公斤；以及A或B重量20％的膠結劑；所述膠結劑為堆腐後的城市汙泥堆肥。
2.如權利要求1所述的添加劑，其中砷汙染土地包括溼地。
3.製備權利要求1所述添加劑的方法，將磷酸二氫鈣25-33公斤、尿素33-44公斤、硫酸鉀22-29公斤與上述成份總重量20％的膠結劑；或將碳酸氫銨84-113公斤、磷酸二氫鉀29-38公斤、硫酸鉀33-37公斤與上述成份總重量20％的膠結劑混勻、造粒、冷卻、乾燥、包裝即得成品；所述膠結劑為堆腐後的城市汙泥堆肥。
4.如權利要求3所述的製備方法，其中先將磷酸二氫鈣、尿素、硫酸鉀，或碳酸氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀混勻後再與膠結劑混勻。
全文摘要
一種用於植物修復砷汙染土地的添加劑，其成份與用量關係為(A)磷酸二氫鈣25－33公斤、尿素33－44公斤、硫酸鉀22－29公斤；或(B)碳酸氫銨84－113公斤、磷酸二氫鉀29－38公斤、硫酸鉀33－37公斤；以及A或B重量20％的膠結劑；所述膠結劑為堆腐後的城市汙泥堆肥。其製備方法是將磷酸二氫鈣、尿素、硫酸鉀，或碳酸氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀與上述成份總重量20％的膠結劑混勻、造粒、冷卻、乾燥、包裝即得成品。在種植蜈蚣草前將該添加劑撒到待修復的砷汙染土地上，然後灌水。添加劑的使用不僅能夠提高其修復砷汙染的效率，還能提供蜈蚣草的正常生長所需的營養，從而達到更快速清除砷汙染的目的。
文檔編號C09K17/02GK101069892SQ20061007821
公開日2007年11月14日 申請日期2006年5月12日 優先權日2006年5月12日
發明者陳同斌, 廖曉勇, 肖細元, 謝華 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所