[发明专利]低品位凹凸棒石改性材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种低品位凹凸棒石改性材料的制备方法及应用。低品位凹凸棒石改性材料的制备方法，其特征在于，低品位凹凸棒石粉末与浓度为1％～15％(v/v)乙二胺水溶液按照50～200g/L的固液比混合后在180℃～220℃下水热反应4h～24h，随后冷却至室温，分离固体沉淀物并烘干，即为所述低品位凹凸棒石改性材料。该低品位凹凸棒石改性材料，对镉等重金属离子有强烈吸附作用和(或)形成难溶性矿物盐，使其变为作物不可利用的形态，从而在不将镉等重金属离子从土壤中去除的条件下，阻断它们向作物体内的转化，降低其生物毒性，且此类粘土矿物已被证明具有较好的保水保肥特性，最终可达到污染治理和生态修复的目的。

技术领域

本发明属土壤改良领域，特别涉及一种低品位凹凸棒石改性材料的制备方法及应用。

背景技术

近年来，随着中国工、农业生产的粗放式发展，产生了大量的重金属污染，这些污染通过自然迁移和人类活动不断进入土壤，造成了严重的土壤污染。土壤污染有三个特点：一是隐蔽性，大气和水污染比较直观，人体感官都可以感受到，但是土壤污染必须通过仪器设备采样检测才可以感知，尤其是重金属污染更是难以察觉；二是滞后性，土壤里面有污染物，不会很快就显现，国际经验表明一般要经过十年甚至以上才能显现出来；三是累积性，长年累月的污染物累积到一定程度起作用。

耕地污染严重急需要加强耕地污染修复治理，目前，土壤重金属污染的治理主要有以下两个途径：一是减少土壤中重金属的总量，将污染物从土壤中进行去除转移；二是改变重金属在土壤中的存在形态，降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性。国内外土壤重金属污染常见的修复方法主要改土法、热处理法、电化法、蒸汽萃取电动法、化学固定法、土壤淋洗法、植物修复法、微生物修复法和农艺调控修复法等。

土壤重金属污染涉及面大，一般要经历修复成本和修复效率两个瓶颈，同时要接受二次污染的考验。现用于土壤重金属污染的每种修复方法都存在各自优缺点。用工程措施来治理重金属污染土壤，具有效果彻底、稳定等优点，但工程量大、治理费用高，并且容易引起土壤肥力减弱，破坏土壤自然性状。生物措施实施较简便、投资较少，但治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长)，不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)，植物后续处置困难，实际应用过程中受到了不同程度限制。而加入到修复现场土壤环境中的微生物抗性差、难以很快适应，在土壤环境中的移动性能差，易受污染物毒性效应的抑制。用农业措施来治理重金属污染土壤，具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点，但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点。

在众多修复方法中，原位钝化修复技术成本低廉、操作方便、效果快速，使其在对污染土壤的治理中得到广泛应用，尤其对耕作土壤轻中度的面源污染的治理，符合我国可持续农业发展的需要。修复试剂的有效性、长期稳定性等问题严重限制了其工程化应用，影响污染农田土壤的修复效率、效益和效果，亟需加强。

目前，重金属污染土壤钝化修复剂主要包括硅钙物质、含磷材料、有机物料、粘土矿物、金属氧化物、生物炭及新型材料等，它们的性质结构、对目标重金属元素的选择及钝化机理不同。