[发明专利]一种降镉稳砷土壤钝化剂及其使用方法

说明书

本发明公开一种降镉稳砷土壤钝化剂及其使用方法，该钝化剂由煤质活性炭、硫酸亚铁和氧化钙按照质量比为3:3:1混合制成，所述煤质活性炭及氧化钙的粒径≤60目。使用钝化剂时，将配制好的钝化剂添加到污染土壤中，与土壤充分混匀，并加水养护，保持土壤水分为田间最大持水量的60％～70％。该钝化剂对pH为6.0～8.5的镉砷复合污染土壤具有良好的降镉稳砷的效果，同时可显著提高土壤有机质含量，增加土壤肥力。本发明降镉稳砷钝化剂中所用成分皆属于环境友好型材料，安全有效，不会带入其他有害或污染元素，且无二次污染风险、来源广泛、成本低廉、操作简单、方法易行，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，具体是一种降镉稳砷土壤钝化剂及其使用方法。

背景技术

农田土壤重金属污染日益严重，特别是镉(Cd)和砷(As)，全国点位超标率分别为7.0％和2.7％，同时被国际癌症研究机构定为I类致癌物，是典型的有毒元素。目前，我国农田土壤污染多为重金属复合污染，尤其镉、砷、铅、锌、铜复合污染居多，相较于单一污染土壤，复合污染土壤的理化性质和污染物现象的特性更复杂，土壤中镉、锌、铅等阳离子和阴离子砷的化学行为具有差异性，单一的钝化剂难以兼顾各重金属之间的性质，实现镉、砷、锌的协同钝化。

目前，针对土壤中多种重金属并存的复合污染的修复主要也是集中在化学钝化法上。钝化修复技术的关键在于钝化剂的选择，对于多种重金属并存的复合污染土壤的修复需要兼顾各重金属之间的性质，大量研究发现活性炭和氧化钙对镉具有良好的固定效果，而硫酸亚铁表面含有丰富的羟基位点，能与ASO₃^4-、ASO₃^3-结合形成内表面和外表面螯合物，以铁砷沉淀、离子交换和吸附等作用形式对砷具有良好的固定效果利用这三种材料进行复配，研发具有降镉稳砷效果的钝化剂，降低它们的生物有效性，减少作物可食部位重金属含量是非常有意义的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对土壤中重金属镉与砷离子形态差异和截然不同的化学行为、镉砷间复杂的交互作用及镉砷协同钝化的问题，提供一种具有降镉稳砷功效的土壤重金属钝化剂及其使用方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种降镉稳砷土壤钝化剂，由煤质活性炭、硫酸亚铁、氧化钙按照质量比为3:3:1混合制成。

本发明所述煤质活性炭及氧化钙的粒径≤60目。

本发明所述降镉稳砷土壤钝化剂的使用方法，是按以下步骤进行操作：

(1)将配制好的钝化剂添加到污染土壤中，钝化剂的添加量为污染土壤质量的3％；

(2)将钝化剂与污染土壤搅拌均匀，使钝化剂与土壤充分混匀；

(3)按田间最大持水量的60％～70％往土壤中加水；

(4)稳定10～30天，期间保持土壤水分达到田间最大持水量的60％～70％。

本发明所述钝化剂适用于pH范围为6.0～8.5的污染土壤。

本发明降镉稳砷土壤钝化剂具有如下有益效果：

(1)本发明能较好的实现土壤中重金属镉、砷的协同钝化，具有良好的降镉稳砷功效，使用本发明的钝化剂能显著降低土壤中有效态镉、砷，使重金属复合污染的土壤中有效态镉、砷在10天培养时间内，与对照组相比，有效态镉和砷分别下降了37％～67％和20％～32％，对于重金属的钝化效果极为显著，同时还能提高土壤有机质含量。

(2)本发明适用于镉砷复合污染农田旱地修复，成本较低、操作简单、方法易行，具有很好的推广应用价值。

(3)本发明的原料来源广泛，配方简单，使用方便，生产过程无污染；