[发明专利]一种低次生环境风险的土壤重金属钝化剂的制备和使用方法

说明书

本发明提供一种低次生环境风险的土壤重金属钝化剂的制备和使用方法：将腐殖化秸秆、粉碎秸秆、粉煤灰以及粘土矿物混合后造粒，得均匀的颗粒钝化剂；将颗粒钝化剂喷淋海藻酸钠水溶液、聚乙烯醇水溶液，完成包埋过程，然后冷冻干燥，得到缓释型颗粒钝化剂。在污染原状土中施加所述缓释型颗粒钝化剂，施加比例为5～20％，钝化周期为30～120天。本发明所制备的低次生环境风险的土壤重金属钝化剂抑制了钝化剂本身对土壤造成的二次污染，促进了钝化剂对重金属的形态变化、吸附、迁移等行为，保障了土壤重金属去除过程的稳定性，降低了钝化剂修复重金属土壤的环境风险，缓释后土壤性质影响很小，污染物释放有所降低，达到了生态环保型钝化的目标。

技术领域

本发明涉及减缓土壤重金属污染钝化剂毒性领域，尤其涉及一种减缓钝化剂毒性的物质的制备与使用。

背景技术

在地球自然环境中，土壤是至关重要的组成部分，对人类的生存和发展都存在极其重要的作用。重金属常常是土壤中存在的主要污染问题，特别是Pb、Cd的污染问题。它们在种植在土壤中的植物根际部位集聚，以此为渠道进入人类体内，危害人类的身体健康。例如Pb的胁迫作用可以影响作物根部对矿物营养元素和水分的吸收，导致作物生长迟缓；Pb还可以改变光合作用的电子传递过程，通过破坏酶的合成而抑制光合活性；此外，Pb可以在呼吸作用和蒸腾作用的拉力下进入作物体内，富集于作物的茎、叶、果实等部位，最终影响人类健康。因此，治理土壤重金属迫在眉睫。

近些年，很多研究都致力于土壤重金属的去除，大量实验使用材料吸附土壤中重金属，但技术上仍然存在很多问题；还有研究使用钝化剂钝化土壤中Pb、Cd等重金属毒性，采用钝化剂通过多种行为来降低重金属的可交换态从而降低重金属毒性，这是一种可实施性很强的方法。如使用腐殖化秸秆、粉碎秸秆、粉煤灰、粘土矿物作为材料钝化重金属毒性。其中，秸秆腐殖化过程释放DOM于土壤并与可交换态重金属结合，形成有机结合态的重金属，从而降低了重金属的毒性；而粉煤灰主要作为重金属的主要结合物。但目前的研究中，对于钝化剂的使用并没有考虑到钝化剂本身对土壤的二次污染，钝化剂的材料是否对土壤引入了新的污染物，是否有环境风险，这些问题在目前的研究中都没有被广泛的关注。实验证明，钝化剂中的重要材料粉煤灰对土壤特别是对土壤中的作物会产生二次污染。具有不能忽视的环境风险，关注到这个问题的研究也还没有对此问题有更有效的解决方法；因此，减缓钝化剂二次污染的方法至今还未有重大研究进展，使用钝化剂降低重金属毒性的方法仍然存在着比较大的环境风险。

发明内容

针对钝化剂有可能对土壤引入重金属或盐类等物质造成二次污染，本发明的目的在于提供一种低次生环境风险的土壤重金属钝化剂的制备和使用方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种低次生环境风险的土壤重金属钝化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量分数将10～30％的腐殖化秸秆、10～30％的粉碎秸秆、10～30％的粉煤灰以及10～30％的粘土矿物混合，得混合物，将混合物与混合物质量10～40％的水混合均匀后放入造粒机造粒，然后依次经干燥、过0.5～1.0cm筛，得均匀的颗粒钝化剂；

2)将所述颗粒钝化剂先喷淋海藻酸钠水溶液完成初步包埋，再喷淋聚乙烯醇水溶液，完成二次强化包埋过程，然后冷冻干燥，得到缓释型颗粒钝化剂，即为低次生环境风险的土壤重金属钝化剂。

所述腐殖化秸秆的制备包括以下步骤：将秸秆粉碎后过0.3～1mm的筛，将均匀的粉碎秸秆以1g秸秆加入50～100mL水的比例与水混合后于15～45℃静置30～120天，然后将固形物分离得到腐殖化秸秆。