[发明专利]一种可移除农田土壤砷的原位修复方法

说明书

本发明涉及土壤重金属污染修复领域，具体公开了一种可移除农田土壤砷的原位修复方法。所述原位修复方法先将铁系钝化剂施入土壤后与土壤中砷通过络合和共沉淀作用形成难溶性物质，再利用旋耕机的搅拌作用使砷‑铁复合颗粒悬浮于水中，同时利用连接在旋耕机上的磁性吸附板将砷‑铁复合物吸附出来，达到去除农田土壤中砷的目的。本发明不仅可以降低土壤中砷的有效性，而且将磁性吸附板装载于农村普遍存在的旋耕机上，可随着旋耕机在田间的行进和移动实现对砷‑铁复合物的原位吸附，从根本上去除农田土壤中的砷，无需挖掘土壤，也不会破坏土壤的种植功能。

技术领域

本发明涉及耕地重金属污染修复领域，具体公开了一种可移除农田土壤砷的原位修复方法。

背景技术

砷是一种自然界广泛存在的具有致癌作用的类金属元素，其对人体健康的危害甚至比镉更严重。我国是砷矿大国，也是全球受砷污染事件危害较多并较严重的国家之一。近年来，我国一些地区砷污染事件时有发生，如发生于2008年的云南阳宗海砷污染事件等。专家认为砷的治理可能需要花费很长时间，要根治的难度更大。针对农田土壤而言，由于农田周边的矿山开采以及含砷农药和杀虫剂的使用，以及含砷污水或地下水随灌溉等途径进入土壤，从而导致超标乃至污染。在砷超标的农田种植农作物，会导致砷在农产品中的累积，使农产品的含砷量超过国家标准，并可能对食用者的身体健康带来危害。目前，农田土壤中的砷超标问题已经引起了我国党和政府及相关学者的广泛关注。一些有助于砷超标农田风险调控或降低作物低吸收砷的方法相继被研究与应用。总体而言，减少作物砷吸收量的主要途径是：在土壤中添加钝化剂以降低其有效性；种植对砷吸收能力弱的作物；或将砷超富集植物与作物间种等。从客观上讲，基于土壤重金属污染的隐蔽性及难治理性等特点，目前的相关方法虽然取得了一定的效果，但仍然具有很大的局限性。如中国发明专利(申请号201410480304.2)公开了一种利用磁分离修复砷污染土壤的淋洗方法，其特征在于，待处理受污染土壤进行预处理，进入淋洗系统，依次加入配制好的淋洗液和辅助剂，经过充分混合淋洗后，以翻搅模式通过强力磁选设备，砷污染物被磁选分离，剩余土壤和淋洗液采用固液分离，干净土壤可直接回填或它用，淋洗废液进行混凝沉淀后回用制备淋洗液，沉淀废渣可与磁选废渣一并进行后续处置，但是该方法会破坏土壤结构，修复后不能继续种植农作物，而花费非常高。中国发明专利(申请号201310437525.7)公开了一种中轻度砷污染稻田修复方法，包括污染土壤的整地、深翻耕、修复剂的施用、修复剂施用后的平衡稳定等步骤，但是该方法仅能降低农田土壤中砷的活性，并不能从根本上降低农田土壤中砷含量。目前，还没有一种可以原位去除农田土壤中的砷，且成本低廉、操作简单、不破坏土壤结构的技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可移除农田土壤砷的原位修复方法，包括：

(1)用五点法取农田土壤样品，测定土壤样品中总砷含量(测定方法GB15618-1995)、砷的浸出毒性(浸提方法HJ/T299—2007、检测方法GB/T5750.6-2006)、土壤容重(检测方法NY/T1121.4-2006)和土壤重量含水率(烘干法)。

(2)用翻耕机对农田进行翻耕，翻耕深度为15-20cm。

(3)撒入铁系钝化剂。

所述铁系钝化剂为磁铁矿粉、铁粉、负载型磁铁矿粉、负载型铁粉中的一种。铁系钝化剂的粒径范围为0.125-0.3mm(过筛120-50目)。

铁系钝化剂的施用总量为根据土壤中总砷含量、土壤容重、土壤重量含水率和铁系钝化剂中铁含量，按照铁系钝化剂的施用总量中Fe/待修复农田土壤中总As摩尔比为(4-6)∶1计算得到。

(4)往农田中灌水至淹水超过土壤表面1-5cm。

(5)用旋耕机进行第一次旋耕；旋耕机按直线来回行进作业，相邻两作业区保持20-40％的搭接面积百分率。

(6)平衡4-6天，期间保持淹水超过土壤表面1-5cm。