CN108003886A - 一种修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂及其使用方法，该复合钝化剂以蚕沙和还原铁粉为主要原料组成，其质量比为：蚕沙20％～33.3％，还原铁粉66.7％～80％。使用时，将腐熟的蚕沙与还原铁粉同时添加入污染土壤中，与土壤充分混匀。使用本发明复合钝化剂能显著降低土壤中有效态镉、砷、锌、铜的含量，同时还能提高土壤pH值和有机质，改善土壤理化性质。本发明适用于重金属复合污染农田修复，成本较低、操作简单、方法易行，具有很好的推广应用价值。

Description

一种修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂及其使用 方法
技术领域
本发明涉及土壤处理技术领域，具体是一种用于修复受多种重金属复合污染的农田土壤重金属复合钝化剂及其使用方法。
背景技术
近年来，随着我国经济快速发展，工业化、城镇化和农业现代化的深入推进，土壤重金属污染问题日益突出。据2014年环境保护部与国土资源部联合发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，耕地土壤环境质量堪忧，其中主要的重金属污染物为镉、铅、铜、锌和砷。
土壤是环境的重要组成部分，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要载体。然而由于采矿、冶炼、化工等工业“三废”、城市生活污水垃圾的任意排放，以及含有重金属化肥农药的不合理使用等，使得重金属在农田土壤中的含量持续增加，这不仅造成土壤生产力下降，农产品污染、生态环境破坏等环境问题，严重阻碍了农业生产的持续、高效发展；而且更为严重的是，土壤中的重金属被植物吸收后富集在体内，最终通过食物链富集到人体和动物体中，进而危害人畜，引发癌症、畸形和其他疾病。因此，有效治理土壤中重金属污染问题，减轻重金属危害对于可持续发展显得极其重要。
目前，针对土壤中多种重金属并存的复合污染的修复主要也是集中在化学钝化法上。钝化修复技术的关键在于钝化剂的选择，对于多种重金属并存的复合污染土壤的修复需要兼顾各重金属之间的性质，如石灰、粉煤灰、含磷矿物等对Cd、Pb、Cu、Zn等阳离子性重金属的固定效果明显，但不利于土壤中As的固定，甚至能活化土壤中的As，提高砷在土壤中的生物有效性。我国土壤污染多为重金属复合污染，尤其以Cd、Pb、Zn、As复合污染居多，而土壤中Cd、Pb、Zn和As的化学行为截然不同，单一的钝化剂难以实现Cd、Pb、Zn、As的协同钝化。
而目前尚未见有能同时实现Cd、Cu、Zn和As复合污染修复作用，且能提高土壤pH值和有机质的的复合金属钝化剂的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对Cd、Cu、Zn和As多种重金属复合污染农田修复技术的不足，提供一种既能同时显著降低土壤中Cd、Cu、Zn和As的有效态含量，又能提高土壤pH值和有机质的修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂及其使用方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
本发明修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂，所述复合钝化剂主要由以下质量百分比的原料混合组成：蚕沙20～33.3％，还原还原铁粉66.7～80％。
所述原料优选组配是：蚕沙33.3％，铁粉66.7％。
所述原料优选组配是：蚕沙20％，还原铁粉80％。
所述蚕沙的预处理是：将蚕沙经过2-3次腐熟，腐熟的蚕沙烘干至恒重，用球磨仪研磨过100目筛，制得蚕沙粉末。
所用还原铁粉粒度≤80目，其纯度≥98％。
本发明修复重金属复合污染土壤的复合钝化剂的使用方法，按以下步骤进行操作：
(1)按配比将蚕沙和还原铁粉组成的复合钝化剂同时添加入到污染土壤中，复合钝化剂的加入量为土壤质量的3％～6％，
(2)将复合钝化剂与土壤搅拌均匀；
(3)按田间最大持水量的60％～70％往土壤中加入水分，并充分搅拌均匀；
(4)稳定20天，期间保持土壤水分达到田间最大持水量的60％～70％。
所述污染土壤为弱酸性甘蔗地，土壤pH为5.8～6.31。
所述污染土壤为重金属镉、砷、锌、铜复合污染土壤。
本发明所采用的蚕沙是养蚕过程中蚕排出的粪便和食剩的残桑及蚕座中的垫料的统称。蚕沙是一种含有丰富粗蛋白、碳水化合物及组纤维等的多组分物质，施加蚕沙能提高土壤pH值和土壤有机质含量，进而改善土壤结构。
本发明具有如下有益效果：
第一，与现有技术相比，本发明能较好的实现土壤中重金属Cd、Pb、Zn、As的协同钝化，使用本发明的重金属复合污染土壤钝化剂能显著降低土壤中有效态镉、砷、锌、铜含量，使重金属复合污染的土壤中有效态镉、砷、锌、铜含量在20天培养时间内，与对照组相比分别下降了30.32～42.52％、57.23～80.51％、44.59～49.69％、31.08～37.52％，对于重金属的钝化效果极为显著；同时还能提高土壤pH值和土壤有机质含量。本发明适用于多种重金属复合污染农田旱地修复，成本较低、操作简单、方法易行，具有很好的推广应用价值。
第二，本发明的原料来源广泛，配方简单，将蚕沙与还原铁粉按相应比例同时添加入污染土壤即可，使用方便，生产过程无污染。
第三，本发明所用的蚕沙是一种弱碱性的肥料，含有大量的有机质，属于有机钝化剂。施加蚕沙不仅能提高土壤pH值和土壤有机质含量，改善土壤结构，还对土壤重金属镉、锌、铜具有较好的钝化效果。采用蚕沙作为钝化材料不仅可以提高其附加值，还能解决废弃蚕沙对生态环境造成的污染，变废为宝。
第四，本发明所所施加的钝化剂对土壤本身没有负面影响，不会造成二次污染。
附图说明
图1为不同实施例钝化处理下土壤中有效态Cd含量示意图。
图2为不同实施例钝化处理下土壤中有效态As含量示意图。
图3为不同实施例钝化处理下土壤中有效态Zn含量示意图。
图4为不同实施例钝化处理下土壤中有效态Cu含量示意图。
图5为不同实施例钝化处理下土壤pH示意图。
图6为不同实施例钝化处理下土壤有机质含量示意图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
下述实施例中所述蚕沙采购自广西宜州，经过2-3次腐熟，腐熟的蚕沙烘干至恒重，用球磨仪研磨过100目筛，制得蚕沙粉末。
采用的还原铁粉采购自市面上的药剂公司。
实验所用土壤为甘蔗地土，经调查发现该土壤为弱酸性土壤，且重金属复合污染严重，主要污染物为Cd、As、Zn、Cu；根据土壤环境质量标准，该甘蔗地土壤为重度污染。
实施例1
(1)制备复合钝化剂：
A、将腐熟后的蚕沙烘干至恒重，经球磨仪粉碎过100目筛备用；
B、将铁粉过80目筛，确保其粒径≤80目。
(2)与土壤混合：以不添加钝化剂材料作为空白对照处理，将总添加量为土壤质量的3％的钝化剂添加入污染土壤中，其中钝化剂组成为33.3％蚕沙与66.7％的铁粉，两者同时添加，钝化剂与土壤充分混合，搅拌均匀后加入一定量的水，保持土壤水分达到田间最大持水量的60％。
(3)反应：20天后采用DTPA提取法测定土壤有效态Cd、Zn、Cu，采用盐酸提取法测定土壤有效态As，同时测定土壤的pH值和土壤有机质。
实施例2-4
与实施例1不同之在于，蚕沙与铁粉所占钝化剂的比重不同以及钝化剂总量添加量的差异，详见表1；采用的制备方法及测定方法与实施例1相同。
表1：各实施例中的钝化剂添加量及钝化剂原料成分
由附图可以看出：
图1反映了不同实施例中钝化处理对土壤有效态Cd的影响。四种实施例土壤中的有效态Cd与对照组相比，本例下降了35.52％、30.32％、42.52％、37.39％。
图2反映了不同实施例中钝化处理对土壤有效态As的影响。四种实施例土壤中的有效态As与对照组相比，本例下降了57.23％、60.79％、74.97％、80.51％。
图3反映了不同实施例中钝化处理对土壤有效态Zn的影响。四种实施例土壤中的有效态Zn与对照组相比，本例下降了48.01％、44.59％、48.62％、49.69％。
图4反映了不同实施例中钝化处理对土壤有效态Cu的影响。四种实施例土壤中的有效态Cu与对照组相比，本例下降了37.52％、31.08％、35.75％、36.25％。
由附图可知，在钝化剂添加总量一样时，随着铁粉所占比重增大，有效态As的含量呈明显的降低趋势，表明铁粉对As具有良好的钝化效果，而有效态Cd、Zn、Cu的含量则有增加趋势，表明对Cd、Zn、Cu起主要钝化作用的原料是蚕沙。当钝化剂原料成分比例一定时，随着钝化剂总添加量的增加，有效态Cd、As、Zn、Cu含量基本呈降低趋势，表明钝化剂总量为6％时钝化效果更优。
图5反映了不同实施例中钝化剂的添加对土壤pH的影响。与对照组相比，四种不同处理中土壤pH分别提高了1.05、0.85、1.53、1.29个单位。
图6反映了不同实施例中钝化剂的添加对土壤有机质的影响。与对照组相比，四种不同处理中土壤有机质含量分别提高了29.4％、24％、37.1％、30.2％。
由上述实验结果得知，使用本发明有机无机复合重金属钝化剂可以显著降低土壤中有效态Cd、As、Zn、Cu的含量，同时能提高土壤pH和土壤有机质含量，从而达到钝化土壤重金属以及改良土壤理化性质的目的。

Claims (8)

1.一种修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂，其特征在于，所述复合钝化剂主要由以下质量百分比的原料混合组成：蚕沙20～33.3％，还原铁粉66.7～80％。
2.根据权利要求1所述的修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂，其特征在于，所述原料优选组配是：蚕沙33.3％，还原铁粉66.7％。
3.根据权利要求1所述的修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂，其特征在于，所述原料优选组配是：蚕沙20％；还原铁粉80％。
4.根据权利要求1所述的修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂，其特性在于，所述蚕沙的预处理是：将蚕沙经过2-3次腐熟，腐熟的蚕沙烘干至恒重，用球磨仪研磨过100目筛，制得蚕沙粉末。
5.根据权利要求1所述的修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂，其特性在于，所用还原铁粉粒度≤80目，其纯度≥98％。
6.根据权利要求1—5所述修复重金属复合污染土壤的复合钝化剂的使用方法，其特征在于，按以下步骤进行操作：
(1)按配比将蚕沙和还原铁粉组成的复合钝化剂同时添加入到污染土壤中，复合钝化剂的加入量为土壤质量的3％～6％，
(2)将复合钝化剂与土壤搅拌均匀；
(3)按田间最大持水量的60％～70％往土壤中加入水分，并充分搅拌均匀；
(4)稳定20天，期间保持土壤水分达到田间最大持水量的60％～70％。
7.根据权利要求6所述修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂的使用方法，其特征在于，所述污染土壤为弱酸性甘蔗地，土壤pH为5.8～6.31。
8.根据权利要求6所述修复重金属复合污染农田土壤的复合钝化剂的使用方法，其特征在于，所述污染土壤为镉、砷、锌、铜复合污染土壤。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109127688A (zh) * 2018-08-15 2019-01-04 湖南农业大学 一种利用根系分泌物强化甘蔗提取农田中重金属的方法
CN110144224A (zh) * 2019-05-22 2019-08-20 大连理工大学 一种适用于修复农田土壤砷和镉复合污染的铁硫复配钝化药剂及应用
CN110252800A (zh) * 2019-07-08 2019-09-20 广西博世科环保科技股份有限公司 一种利用精油类植物修复重金属污染农用地的方法
CN110396393A (zh) * 2019-07-08 2019-11-01 南京迪天高新产业技术研究院有限公司 一种利用基质生产的重金属钝化剂及其制备方法
CN110862826A (zh) * 2019-10-31 2020-03-06 生态环境部华南环境科学研究所 一种适用于重金属镉砷复合污染土壤的钝化剂及应用
CN115404081A (zh) * 2022-07-29 2022-11-29 广西壮族自治区环境保护科学研究院 修复重金属铅、锌、砷复合污染的钝化剂和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102719255A (zh) * 2012-07-03 2012-10-10 广西大学 土壤重金属复合钝化剂的制备和使用方法
CN104259191A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 广西地源之本肥业有限公司 一种重金属污染土壤的处理方法
CN106010562A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 湖南永清环保研究院有限责任公司 一种农田土壤重金属钝化剂及其应用
CN106800933A (zh) * 2017-01-11 2017-06-06 四川宜可环保技术有限公司 一种用于农田土壤重金属复合污染修复的钝化剂及其制备和使用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102719255A (zh) * 2012-07-03 2012-10-10 广西大学 土壤重金属复合钝化剂的制备和使用方法
CN104259191A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 广西地源之本肥业有限公司 一种重金属污染土壤的处理方法
CN106010562A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 湖南永清环保研究院有限责任公司 一种农田土壤重金属钝化剂及其应用
CN106800933A (zh) * 2017-01-11 2017-06-06 四川宜可环保技术有限公司 一种用于农田土壤重金属复合污染修复的钝化剂及其制备和使用方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109127688A (zh) * 2018-08-15 2019-01-04 湖南农业大学 一种利用根系分泌物强化甘蔗提取农田中重金属的方法
CN110144224A (zh) * 2019-05-22 2019-08-20 大连理工大学 一种适用于修复农田土壤砷和镉复合污染的铁硫复配钝化药剂及应用
CN110252800A (zh) * 2019-07-08 2019-09-20 广西博世科环保科技股份有限公司 一种利用精油类植物修复重金属污染农用地的方法
CN110396393A (zh) * 2019-07-08 2019-11-01 南京迪天高新产业技术研究院有限公司 一种利用基质生产的重金属钝化剂及其制备方法
CN110862826A (zh) * 2019-10-31 2020-03-06 生态环境部华南环境科学研究所 一种适用于重金属镉砷复合污染土壤的钝化剂及应用
CN115404081A (zh) * 2022-07-29 2022-11-29 广西壮族自治区环境保护科学研究院 修复重金属铅、锌、砷复合污染的钝化剂和应用

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