CN111100650A - 微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂及其修复方法 - Google Patents

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钟乐乐
胡斯宪
张巍
文涵睿
陶冉
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Abstract

本发明为微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂及其修复方法，解决传统钝化修复方法中添加大量天然、改性、人工合成及各种工农业二次粉体物质对土壤成分结构改变、有效性低、成本高等问题。在微酸性镉污染农田土壤中导入石灰、木质素磺酸钙及腐殖酸钙组成的钝化剂。利用钝化剂与土壤形成的土壤有机复合体提升土壤对重金属阳离子的吸附交换能力，降低土壤中有效态镉含量，减小土壤中镉的地上部迁移能力，提高土壤肥力，从而实现镉污染农田土壤修复目的。钝化剂用量小，操作简易，持久性好。土壤有效镉降幅能达到50%以上。

Description

微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂及其修复方法
技术领域
本发明与镉污染农田土壤修复用钝化剂及其修复方法有关。
背景技术
目前镉污染农田土壤主流修复技术—原位钝化修复技术是一种多理论（吸附、离子交换、沉淀、络合、螯合、和氧化还原等）集成的化学修复技术。该类技术主要依靠外添加具备上述功能的固相粉体材料对土壤中具生物活性重金属离子进行钝化修复，其外添加功能性材料主要有天然、改性、人工合成及各种工农业二次粉体物质，如海泡石、沸石、蒙脱石、凹凸棒石、高岭石、粉煤灰、金属氧化物、磷灰石、生物炭、腐殖质、磷酸盐、硅酸盐及硫化物等。但因土壤性质、重金属污染类型、重金属污染程度和修复工程措施等一系列问题，在实际重金属污染土壤修复应用中，其经济性和有效性方面难以达到预期效果。此外，还有可能因大量的外添加物施入，在一定程度上改变了原有农田土壤的固-水-气-肥-微生物间的生态平衡关系，使土壤向不利耕作方向发展，如土壤有益组分失调、保水透气性变差、主微肥供需失衡和有益微生物菌群缺失等。
发明内容
本发明的目的是提供一种钝化剂配制简单，用量小，成本低、有效性、持久性好，可降低土壤中镉的生物有效性，提高土壤肥力的微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂及其修复方法。
本发明是这样实现的：
微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂，钝化剂由石灰、木质素磺酸钙及腐殖酸钙组成，钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=1.8-2.2:1.8-2.2:1，质量比。
钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=2:2；1，质量比。
微酸性镉污染农田土壤修复方法，在微酸性镉污染农田土壤中导入石灰、木质素磺酸钙及腐殖酸钙结成的钝化剂，钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=1.8-2.2:1.8-2.2:1，质量比，混匀，用量1800-220kg/亩，布药后旋耕机翻耕混匀，养护数天后即可栽种。
钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=2:2:1，质量比，混匀，用量200kg/亩，布药后旋耕机翻耕混匀，淹水养护3-5天后即可栽种。
发明的钝化剂较传统钝化剂配制简单，用量小，成本低、有效性、持久性好。本发明利用石灰、木质素磺酸钙、腐殖酸钙与土壤形成的土壤有机复合体，提升土壤对重金属阳离子的吸附交换能力，降低土壤中有效态镉（DTPA-Cd）含量，减小土壤中镉的地上部迁移能力，从而实现镉污染农田土壤修复目的。固磷释放氮钾，提高土壤肥力。钝化剂用量小，操作简易，持久性好。土壤有效镉降幅能达到50%以上，
具体实施方式：
实施例1：
本发明钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=2:2:1，质量比，混匀。
实施例2：
钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=2:2:1，质量比，混匀，用量200kg/亩，布药后旋耕机翻耕混匀，淹水养护4天。
实验例1：
土壤样取自四川绵竹某中度镉污染农田。将各取样点混合土壤作为检测、修复试验研究试土。实验室条件下进行了修复试验。表1为试土修复前总镉、有效镉及pH参数。表2为试土修复后总镉、有效镉及pH分析结果。修复方法見实施例2。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 5000DEST_PATH_IMAGE002
实验例2：
选取绵阳某镉重度污染农田土壤进行大田修复试验，土壤总镉为1.427mg/Kg，有效态镉（DTPA-Cd）为0.733mg/Kg，pH值为6.46。表3为试土修复前总镉、有效镉及pH参数。表4为试土修复后有效镉及pH分析结果。修复方法見实施例2。
表5 为土壤修复前后肥力检测结果。表6 修复前后镉形态分析结果。
Figure DEST_PATH_IMAGE003
※试土：pH=5.9，总镉=1.427mg/Kg，DTPA-Cd=0.733mg/Kg
Figure 266217DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
修复后土壤有机质、阳离子交换量、总氮磷钾基本一致，有效磷明显升高，水解性氮和速效钾明显降低，说明土壤有机复合体修复方法具有“固磷释放氮钾”的作用。
Figure 498877DEST_PATH_IMAGE006
修复后土壤中水溶态和离子交换态镉大幅度较低，其他结合态的镉呈不同程度的提高，其中碳酸盐结合态＞腐殖酸结合态＞铁锰结合态＞强有机结合态≈残渣态。说明土壤有机复合体修复方法能较好地降低土壤中镉的生物有效性，减小土壤中镉的地上部迁移。

Claims (4)

1.微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂，其特征在于，钝化剂由石灰、木质素磺酸钙及腐殖酸钙组成，钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=1.8-2.2:1.8-2.2:1，质量比。
2.根据权利要求1所述的微酸性镉污染农田土壤修复用钝化剂，其特征在于，钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=2:2；1，质量比。
3.酸性镉污染农田土壤修复方法，其特征在于，在微酸性镉污染农田土壤中导入石灰、木质素磺酸钙及腐殖酸钙组成的钝化剂，钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=1.8-2.2:1.8-2.2:1，质量比，混匀，用量1800-220kg/亩，布药后旋耕机翻耕混匀，养护数天后即可栽种。
4.根据权利要求3所述的微酸性镉污染农田土壤修复方法，其特征在于，钝化剂中，石灰：木质素磺酸钙：腐殖酸钙=2:2:1，质量比，混匀，用量200kg/亩，布药后旋耕机翻耕混匀，淹水养护3-5天后即可栽种。
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