[发明专利]碱性土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染的治理技术，具体涉及一种碱性土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂及制备方法。

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，我国碱性重金属污染状况日趋严重。有调查表明，我国碱性土壤镉污染(Cd污染)较为严重，Cd含量超标率高达24.1％。沈阳市近郊1万多公顷碱性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，碱性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，施加单纯的吸附剂等，会随着施用量的增加从而对土壤基本理化性质造成难以回复的影响，从而影响土壤的生产功能。

因此，必须对现有的吸附、改良材料进行筛选，选出吸附效果好，对土壤性质扰动小的作为修复材料；另外，要科学合理的配比，并通过实际修复试验验证，确保在对土壤及作物生长无不良影响的前提下，实现碱性土壤重金属污染的修复与治理。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供碱性土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂，该原位钝化调理剂能够进行表面吸附、离子代换以及与重金属元素形成络合物或沉淀物，从而降低了重金属元素从土壤向食物链的迁移。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

(一)一种碱性土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂，其特征在于，包括以下原料组分：石灰、牛骨、动物血、蚯蚓、酵素有机肥、硅钙镁钾、硅藻土和活性炭。

优选地，所述原料组分质量百分比为：石灰17％～25％，牛骨粉8％～13％，动物血粉9％～14％，蚯蚓粪13％～17％，酵素菌有机肥8％～13％，硅钙镁钾肥9％～14％，硅藻土12％～18％和活性炭7％～11％。

优选地，所述硅藻土为1250目。

(二)所述碱性土壤重金属镉污染的原位钝化调理剂的制备方法，其特征在于，将所述原料组分搅拌混匀，即得。