一種可同步實現土壤鎘高效鈍化及碳捕捉的方法技術

本發明專利技術公布了一種可同步實現土壤鎘高效鈍化及碳捕捉的方法，通過高富集植物輪作，收割植株后利用植株進行好氧堆肥，在堆肥過程中，通過形成的腐植質與鎘的螯合作用以及通過在堆肥產物中添加生石灰及零價鐵粉，使鎘的活性降低，最后將堆肥產物撒施到原有的田塊里，實現鎘的鈍化，同時種植的高富集植物在生長過程中吸收了大量二氧化碳形成有機物，收割的秸稈經堆肥后形成腐植質，通過還田返回土壤中固存，實現了碳的捕捉。本發明專利技術可同步實現耕地土壤Cd鈍化及碳捕捉兩種生態效果，利用碳捕捉積累的碳匯量產生一定的經濟效益反哺耕地重金屬修復治理的投入。屬修復治理的投入。屬修復治理的投入。

【技術實現步驟摘要】
一種可同步實現土壤鎘高效鈍化及碳捕捉的方法


[0001]本專利技術屬于土壤污染環境治理
，具體涉及一種可同步實現土壤鎘高效鈍化及碳捕捉的方法。

技術介紹

[0002][0003]在土壤環境管理中，將耕地劃分為優先保護、安全利用、嚴格管控三類，實行分類管理。對于嚴格管控類耕地，一般調整種植結構，不再種植可食用農作物，特別是糧食作物；對于安全利用類耕地中的中度污染耕地(指土壤Cd含量為土壤環境質量標準篩選值的3
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5倍)，采用的修復治理技術一般包括原位鈍化、植物修復等方法。其中原位鈍化技術主要是通過施加藥劑的形式使土壤中的Cd有效性得到降低；植物修復技術主要通過種植對Cd具有較高富集能力的植物提取土壤中的Cd，達到降低土壤中Cd的總量的目標。
[0004]專利技術專利201811600065.4公開了一種鎘污染農田土壤邊生產邊修復的調控方法，將鎘污染土壤風干過篩，施加調控劑組分A、B和C，并施加尿素，混勻；種植水稻，除分蘗期后期落干3天，其余時間均保持2
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3cm水層，直到收獲前3 天落干，收獲水稻；土壤重新晾干過篩，施加調控劑組分D和E，并施加尿素，混勻；種植伴礦景天，并保持土壤水分在田間最大持水量的60％
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70％，種植4
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6 個月后收獲伴礦景天地上部；重復上述步驟2
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5次。專利技術專利201711123648.8 公開了一種利用碳匯草固定空氣中CO2的方法、碳匯草炭基降鎘土壤調理劑及其制備方法，該碳匯草炭基降鎘土壤調理劑的活性組分包括碳匯草炭40
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55份，腐殖酸20
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30份，硅酸鉀2
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8份，鈣鎂磷肥5
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15份，硫酸鋅1
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5份，熟石灰5
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15 份；或者還包括5
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10份的造粒粘合劑，該專利技術將碳匯草炭與鎘鈍化劑和拮抗劑配制成土壤調理劑施入鎘污染田。專利技術專利201710183479.0公開了一種水熱炭基重金屬污染土壤原位修復劑及其制備方法，包括以下步驟：1)廢棄生物質水熱處理轉化為水熱炭；2)水熱炭中加入一定量的生石灰充分混合即得。
[0005]上述專利中存在如下問題：(1)富集植物的后續處置難度較大，存在較大的二次污染風險；(2)采用的碳匯草吸Cd能力一般，難以在富集Cd后集中鈍化；(3)成本太高，難以維持。
[0006]專利技術專利201711393446.5公開了一種利用超富集植物與能源植物輪作種植快速修復鎘污染耕地的方法。所述方法包括如下步驟：將鎘超富集植物和能源植物按照其自然生長期種植在鎘污染耕地土壤中，進行常規栽培，通過所述鎘超富集植物和所述能源植物對鎘的吸收和富集能力，達到修復鎘污染耕地的目的；所述鎘超富集植物為伴礦景天；所述能源植物為高粱或油菜。專利技術專利 201810952261.1涉及一種經濟作物套種豆科植物修復重金屬污染土壤的治理方法，該方法種植的經濟作物為油葵、玉米、高粱、油菜，所述經濟作物采用常規栽培方法按油葵
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油菜、玉米
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油菜、高粱
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油菜輪作種植，并在油葵
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油菜、玉米
??
油菜、高粱
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油菜種植期間分別采用常規栽培方法套種豆科植物。本專利技術采用多作物與同一作物分別輪作的方式修復土壤，打破了現有輪作方式多是兩作物輪作的單一模式，根據
待修復土壤的重金屬污染問題合理搭配各輪輪作的作物，不僅能達到修復重金屬污染土壤的目的，同時還能有效均衡土壤養分。同時套種豆科植物，協同修復并作為綠肥，確保修復后的土壤有益成分高。
[0007]上述專利中采用植物輪種的方式的作用在于減少土壤中鎘的總量，而非降低土壤中鎘的有效性，種植收割作物植株后做移除處理，包括續焚燒或其他處理，浪費了資源。

技術實現思路

[0008]為了克服現有技術中的問題，針對當前中度鎘污染耕地修復治理技術中存在的鈍化效果較差、綜合費用較高、二次污染風險較大的問題，本專利技術提出一種可同步實現耕地土壤鎘鈍化及碳捕捉的方法，通過高富集植物輪作，收割植株后利用植株進行好氧堆肥，在堆肥過程中，通過形成的腐植質與鎘的螯合作用以及通過在堆肥產物中添加生石灰及零價鐵粉，使鎘的活性降低，最后將堆肥產物撒施到原有的田塊里，實現鎘的鈍化，同時種植的高富集植物在生長過程中吸收了大量二氧化碳形成有機物，收割的秸稈經堆肥后形成腐植質，通過還田返回土壤中固存，實現了碳的捕捉。
[0009]本申請中的中度鎘污染是指，依據國家標準GB 15618
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2018，土壤鎘含量為篩選值的3
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5倍之間的，算作中度污染。
[0010]為了實現上述目的，本申請通過以下技術方案實現：
[0011]本專利技術提供一種可同步實現土壤鎘高效鈍化及碳捕捉的方法，包括以下步驟：
[0012]S1、高富集植物種植：在中度鎘污染耕地采用兩種高富集植物輪作，其中高富集植物選擇富集系數介于5
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10之間的品種；
[0013]S2、高富集植物收割：待高富集植物生長至成熟期時，收割其地上部植株后脫粒，分別獲得兩種高富集植物秸稈和籽粒；
[0014]S3、高富集植物堆肥：將步驟S2得到兩種高富集植物秸稈植株進行粉碎后過篩，然后摻入堆肥物料10w％
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20w％的混合硅酸鹽黏土礦物，以及按照 30
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70mg/kg堆肥物料的比例添加的Na2S，調節pH＝8
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9，使碳氮比調節至(90
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120)： 1之間，在35
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42℃條件下，進行好氧堆肥28
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46天；
[0015]S4、堆肥干燥：待步驟S3中進行好氧堆肥的高富集植物秸稈完全腐熟后，以腐熟物料質量為基準，添加10
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20％的生石灰和2
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5％的零價鐵粉，混合均勻后放置，使物料中的水分降至5w％以下；
[0016]S5、堆肥回田：將步驟S4得到的物料進行超微粉碎后過篩，對過篩后的堆肥檢測鎘含量，若鎘含量低于8mg/kg，直接回田利用；若鎘含量高于8mg/kg，則通過摻混方式使鎘含量低于8mg/kg后回田利用；
[0017]S6、重復上述步驟，循環2
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3年即可實現耕地土壤鎘鈍化及碳捕捉。
[0018]本申請在堆肥過程中加入膨潤土、海泡石、硫化鈉，主要是為了降低鎘活性 (有效性)，減少對堆肥微生物的危害。
[0019]本申請在堆肥發酵完成后添加生石灰和零價鐵粉，是為了進一步降低堆肥產品中鎘的活性，因為堆肥過程中會產生酸性物質，這些酸性物質提高了原本已經添加的膨潤土、海泡石、硫化鈉降低的鎘活性。同時，生石灰與堆肥產物中的水分發生反應釋放大量的熱量，迅速加熱堆肥產物，使水分快速蒸發散失。
[0020]在一個優選的實施方案中本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種可同步實現土壤鎘高效鈍化及碳捕捉的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、高富集植物種植：在中度鎘污染耕地采用兩種高富集植物輪作，其中高富集植物選擇富集系數介于5
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10之間的品種；S2、高富集植物收割：待高富集植物生長至成熟期時，收割其地上部植株后脫粒，分別獲得兩種高富集植物秸稈和籽粒；S3、高富集植物堆肥：將步驟S2得到兩種高富集植物秸稈植株進行粉碎后過篩，然后摻入堆肥物料10w％
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20w％的混合硅酸鹽黏土礦物，以及按照30
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70mg/kg堆肥物料的比例添加的Na2S，調節pH＝8
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9，使碳氮比調節至(90
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120)：1之間，在35
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42℃條件下，進行好氧堆肥28
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46天；S4、堆肥干燥：待步驟S3中進行好氧堆肥的高富集植物秸稈完全腐熟后，以腐熟物料質量為基準，添加10
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20％的生石灰和2
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5％的零價鐵粉，混合均勻后放置，使物料中的水分降至5w％以下；S5、堆肥回田：將步驟S4得到的物料進行超微粉碎后過篩，對過篩后的堆肥檢測鎘含量，若鎘含量低于8mg/kg，直接回田利用；若鎘含量高于8mg/kg，則通過摻混方式使鎘含量低于8mg/kg后回田利用；S6、重復上述步驟，循環2
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3年即可實現耕地土壤鎘鈍化及碳捕捉。2.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐守寅，袁海偉，胡露，熊琪，甘露，田一君，袁騰躍，王詩龍，殷夢竹，曾星，任準，
申請(專利權)人：環保橋湖南生態環境工程股份有限公司，
類型：發明
國別省市：