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绿色“一带一路”技术 | 重金属污染耕地土壤钝化+叶面阻控立体式安全利用技术

    为促进“一带一路”共建国家的环保技术交流和产业合作,推动国内外环保先进实用技术推广应用,服务绿色“一带一路”建设和打好污染防治攻坚战,在生态环境部相关部门指导下,生态环境部对外合作与交流中心和中国环境保护产业协会联合开展了2020年绿色“一带一路”技术储备库技术征集活动并形成2020年绿色“一带一路”技术储备库入选技术清单,共计54项。现开通绿色“一带一路”技术储备库技术展示专栏,陆续展示纳入技术储备库的先进实用环保技术。

重金属污染耕地土壤钝化+叶面阻控立体式安全利用技术
一、技术持有单位
环保桥(湖南)生态环境工程股份有限公司

二、适用范围
地域:南方酸性中轻度镉污染耕地。
行业:农田重金属污染修复。
适用范围:全镉含量为0.3-1.5 mg/kg,pH为4.5-6.5。

三、主要技术内容
(一)基本原理
    重金属污染耕地土壤钝化+叶面阻控立体式安全利用技术主要是利用该公司具有自主知识产权的药剂(“楚戈”土壤重金属修复剂和叶面阻控剂)为载体钝化土壤重金属,降低其活性,从土壤到作物立体式发力,保证重金属污染耕地安全利用,并提高农作物抵抗能力和降低农作物对重金属的吸收。“楚戈”土壤重金属修复剂以天然矿物为主要原料经过一定工艺制成,可通过微孔吸附、鳌合、拮抗等作用来改变土壤中重金属的存在形态,降低土壤中重金属有效性,减弱重金属在土壤中的移动性,抑制农作物对重金属的吸收。叶面阻控剂富含硅、硒等多种营养元素,不仅能通过硅、阻滞重金属镉的迁移转化,降低作物对重金属镉的吸收,还能提高作物的光合作用和叶绿素含量,促进有机物积累,增加作物茎杆的机械强度,提高抗倒伏能力。
(二)技术优势
1、所使用的原理更多、效果更好,药剂性质更为温和,不会破坏土壤结构和土壤生态系统;
2、功能多样性,显著提高农产品安全品质;
3、成本更低;
4、不影响农业生产,可以边生产边修复。

四、技术指标及使用条件
(一)技术指标
    所使用的药剂为该公司自主研制的“楚戈”土壤重金属修复剂和叶面阻控剂,须达到表1和表2中要求。


(二)条件要求
    1、原位钝化药剂用量及施用方法
    (1)用量:根据土壤的理化性质确定,如下表3(单位:kg/亩)。

注:当5.5<pH≤6.5,镉限量值:0.3 mg/kg;6.5<pH≤7.5,镉限量值:0.6 mg/kg;pH≥7.5,镉限量值:0.8 mg/kg。其中污染物超过限量值1倍至3倍(含)之间的,为轻度污染;3倍至5倍(含)之间的,为中度污染。
    (2)施用方法:在农作物播种或移栽前5-10天,将每亩耕地所需药剂均匀撒施到土壤表面,进行熟化稳定。
    2、叶面阻控药剂用量及施用方法:
    (1)用量:轻度污染,300 ml/亩·季;中度污染土壤500 ml/亩·季。
    (2)施用方法:在水稻分蘖盛期和孕穗期分别按照150 ml/亩·次(或250 ml/亩·次)稀释100-200亩叶面喷施。
(三)典型规模
    已在湖南长沙市、湖北省黄石市、四川省绵竹市、四川省西昌市、四川省什邡市、广东省清远市、广西区桂林市、山东省烟台市等10多个地区开展了示范推广。
    典型案例:井研县2018年省级财政农产品产地土壤重金属污染综合防治项目成因监测及农耕农艺示范。

五、关键设备及运行管理
(一)主要设备
    该项目主要使用的设备包括撒施拖拉机、撒施斗、配套的喷雾器和无人机。
撒施拖拉机的技术参数如下表4所示:

撒施斗技术参数如表5所示:

喷雾器技术参数如表6所示:

无人机技术参数如表7所示:

(二)运行管理
    分别用五点法采集拟修复耕地土壤样品,分析检测相应指标;根据测得的理化性质计算单位面积耕地需施加的药剂用量;在农作物播种或移栽前5-10天,用施撒机将每亩耕地所需药剂均匀撒施到土壤表面;利用旋耕机搅拌将药剂与土壤混匀;对已施用田块灌水熟化;根据测得的理化性质计算单位面积耕地需施加的叶面阻控剂用量,用无人植保飞机分别在分蘖盛期和孕穗期喷施。

六、投资效益分析
    (以2018年农产品产地土壤重金属污染综合防治项目成因监测及农耕农艺示范项目为例)
(一)投资情况
本项目详细投资经济指标如表8所示:

(二)运行费用
    无运行费用
(三)效益分析
 1、经济效益分析
    土壤检测费用:400元/百亩;
原位钝化药剂单价:350-600元/亩(3000元/吨);
    叶面阻控剂单价:80-100元/亩;
    施用成本:50-100元/亩;
    优势:该公司有两家长期合作的第三方监测机构,有最优惠检测价格;
    钝化药剂与叶面阻控剂原料普通无污染,成本较低;钝化剂与农田常规施肥方法相同,叶面阻控剂与农药喷施方法相同,不产生额外成本。

2、环境效益分析
    土壤有效镉含量降低15%以上,稻米中镉含量降低50%以上。
    控制土壤调理剂和叶面阻控剂的产品质量,并严格监督施工过程,无二次污染的产生。

七、技术成果鉴定与鉴定意见
(一)组织鉴定单位
    湖南省环境保护厅和湖南省科学技术厅;
    湖南省环保产业协会。
(二)鉴定时间
    2019年12月;
    2020年4月。
(三)鉴定意见
    由湖南省环境保护厅和湖南省科学技术厅、湖南省环保产业协会分别主持参与评定,鉴定委员会一致认为:该技术达到了国内农田修复技术领先水平,评选为2019年湖南省环境保护实用技术目录、湖南省环境保护先进技术。

八、推广与应用示范情况
(一)推广情况
    已在湖南长沙市、四川省乐山市、四川省绵竹市、福建省三明市、福建省龙岩市、江苏省淮安市等10多个地区开展了示范推广。
(二)应用情况
1、主要用户名录

2、用户意见
    该项目改善了我县土壤污染与水稻超标情况,根据验收效果评估报告显示,项目区中稻稻米平均降低70%以上,稻米镉达标率85%以上,土壤镉有效态平均降低30%以上,几乎使全部实施区域稻米镉含量达标生产,项目中用到的土壤调理剂与叶面阻控剂技术组合模式是值得推广应用的示范项目。

九、专利及获奖情况
(一)专利情况

(二)获奖情况
1、入选了由湖南省环境保护厅和湖南省科学技术厅评选的2019年湖南省环境保护实用技术目录;
2、入选了由环保产业协会评选的湖南省环境保护先进技术;
 3、荣获第五届长沙职工科技创新奖二等奖。

十、技术服务方式
    本技术的设计、实施、技术配套、售后服务等可全部由环保桥(湖南)生态环境工程股份有限公司独立操作,高效、规范的工作保证项目保质保量地完成。能够为客户提供最佳的售后服务。公司已建立完善完整的ISO9001:2008国际质量管理体系与相应产品的生产管理制度、质量管理制度、售后服务制度,所有项目施工在该体系与制度下得以保证、控制和实施。

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