[发明专利]一种原位钝化修复菜地土壤重金属污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染的治理技术，具体地说是一种原位钝化修复菜地土壤重金属污染的方法。

背景技术

我国是世界上的蔬菜生产和消费大国，蔬菜种植面积超过1700万公顷，总产量达到5亿多吨，为世界第3大蔬菜出口国。然而，由于复种指数高，农药和肥料投入大，且多数分布在城郊，受城市工业化污染影响大，我国蔬菜地重金属污染状况日趋严重。有调查表明，我国菜地土壤Cd污染较为严重，Cd含量超标率高达24.1％。沈阳市近郊1万多公顷菜地普遍受到重金属污染，Cd和Pb的超标率平均为91.6％；产出的大白菜中Cd含量超标率高达100％，Pb含量超标率为33.3％。由此可见，菜地土壤的重金属污染问题已严重威胁到我国蔬菜安全生产，成为亟需解决的突出环境问题。

目前可用于治理土壤重金属污染的技术很多，主要包括：1)物理治理技术，如客土法、电动力法以及热处理法等；2)化学治理技术，如化学淋洗法、氧化修复法、还原修复法以及化学钝化法等；3)生物修复技术，即利用某些植物、动物、微生物来吸收、提取或固定土壤中的污染物，其中以植物提取修复技术研究和应用较多。现有的这些土壤污染治理技术都有一定的修复效果，但也存在着较大的局限性。例如，客土法、电动力法、化学淋洗法等成本较高，对土壤扰动大，严重降低土壤肥力，而且易造成二次污染，因此只适用于治理小范围严重污染土壤以及处理突发污染事故。而植物提取修复技术虽然因其操作简便和环境友好而受到广泛关注，但目前发现的修复用植物品种有限，且多数生物量低，生长缓慢，适应能力差，修复效率难以满足实际应用的需要。总之，目前用于治理土壤重金属污染的实用、可靠、成熟的技术较少。因此，寻求高效、经济、安全的土壤重金属污染治理技术已成为摆在人们面前的重要课题之一。

在土壤重金属污染的化学治理技术中，原位化学钝化修复技术以其简便、效果好和经济实用等优点而受到人们的普遍重视，尤其适用于修复大面积中、轻度污染的农田土壤。它通过在土壤中投加石灰、有机物料、磷酸盐等钝化材料，与重金属元素发生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化以及氧化还原等一系列反应，进而改变重金属的赋存形态，显著降低其生物有效性和可迁移性，明显缓解重金属污染对植物生长的毒害作用，大幅减少植物对重金属的吸收累积。从上世纪80年代起，原位钝化修复技术开始投入到实际应用中。

目前原位钝化修复技术中常用的钝化材料包括碱性材料、含P材料、粘土矿物、铁锰氧化物以及有机物料等。其中，粘土矿物用于重金属污染土壤的钝化修复，具有原位、廉价、易操作、有效期长、对土壤理化性质和质地无影响等优点，并且作为土壤的主要组分之一，它可以增强土壤的自净能力，改善土壤的团粒结构。此外，我国粘土矿物资源具有品种丰富、分布广泛、储量巨大、价格低廉等优势，将其用于重金属污染土壤的钝化修复，不仅可以为污染环境治理提供一条有效的途径，也有利于粘土矿物资源的综合利用。常用于重金属污染土壤钝化修复的天然粘土矿物有：沸石、蒙脱石、高岭石、凹凸棒石、海泡石和蛭石等，其中，以沸石、海泡石、蒙脱石的钝化修复效果较好，而且相关研究也较多。

然而，粘土矿物用于重金属污染土壤的钝化修复也存在一些问题。天然粘土矿物修复能力有限，要达到较好的修复效果往往施用量较大，导致治理成本较高，实用性受到一定的影响；虽然通过酸处理、热处理、离子交换等改性措施可以改善其修复效能，但是这些措施往往导致费用升高，难以大规模推广应用。为了解决上述问题，可以考虑将粘土矿物与含P材料配合使用，一方面二者联合发挥钝化修复作用，提高钝化修复的效率，减少粘土矿物用量；另一方面将粘土矿物改良土壤物理结构以及含P材料改善土壤养分状况的优势结合起来，充分提高土壤质量，恢复土壤的生态功能和产业功能，以达到钝化修复的目的。

发明内容

本发明提供了一种高效、经济、安全的原位钝化修复菜地上壤重金属污染的方法。

为实现上述目标，本发明的技术方案如下：

在待修复的菜地土壤中，根据具体污染情况，施入海泡石和磷酸二氢钙，充分混匀。所施用的海泡石为100-200目矿粉，产地不限，施用量为干土重的3％-9％。所施用的磷酸二氢钙为农用的过磷酸钙或重过磷酸钙化肥，施用量为干土重的0.25％，以纯磷酸二氢钙计，化肥可按含P量折算。

考虑到钝化材料与污染土壤充分接触有利于提高钝化修复的效果，在现场使用时，可先用农业机械将污染土层翻耕，并将土块打碎，然后撒施钝化材料，再次翻耕混匀，即可种植蔬菜。