[发明专利]一种采用复合土壤修复剂修复镉污染土壤的方法

说明书

本发明的一种采用复合土壤修复剂修复镉污染土壤的方法，包括以下步骤：首先制备所述复合土壤修复剂，然后将复合土壤修复剂与镉污染土壤混合均匀，最后种植水稻秧苗，维持土壤含水率为50％～80％，修复时间为水稻的整个生长时期，所述复合土壤修复剂由羟基磷灰石‑硅酸钙复合材料和生物碳组成，二者质量比为1:9‑9:1，添加量占被修复土壤的总土质量的5wt％，优选的，二者质量比为1:9‑4:6，更优选的比例为4：6，二者发生协同作用，复合修复剂在短期内——修复7天，能够有效降低土壤中的镉含量，同时将土壤中的镉从活跃形态转化为稳定形态，有效降低生物有效性，在水稻生长152天后，水稻中根、茎中的镉金属含量显著降低，有效抑制水稻对土壤中镉的吸收。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种利用羟基磷灰石-硅酸钙复合材料协同生物碳的复合土壤修复剂修复镉污染土壤的方法，以抑制水稻吸收土壤中镉。

背景技术

土壤重金属污染是当今环境污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一。土壤中重金属因其移动性差、存留长、不易被降解等特点而备受关注。金属镉被认为是一种十分危险的环境污染元素，单质镉在自然界中不能稳定存在，其主要存在于硫镉矿和锌矿中。自20世纪初以来，由于镉及其化合物被广泛应用于镍镉电池、颜料、合金，以及电镀、塑料制品等制造环节，镉的产量及用途在不断增加。据统计全世界每年向环境中释放的镉达30000吨左右，其中82％-94％的镉会进入到土壤中。

水稻是我国大量栽培的粮食作物，土壤镉污染会对水稻的生产产生严重的负面影响。众所周知，植物是通过根系吸收土壤中的养分而生长的，因此植物相较于动物来说，更容易吸附镉元素。土壤中的镉会影响植物的光合作用、呼吸作用，同时影响植物的营养源代谢，破坏植物细胞形态，从而影响植物的健康。而科学家发现，水稻由于基因的特殊性，使得根系吸附镉的能力要远强于玉米、大豆等其他农作物，并在水稻的根、茎、叶以及籽粒中大量积累，不仅影响水稻产量、品质及整个农田生态系统，并通过食物链危及人类的健康。

镉污染土壤的修复技术主要分为原位修复和异位修复两大类。原位修复方式主要包括物理技术、化学技术和生物修复技术。物理技术包括客土和翻土法、热处理分离、动电修复和隔离包埋等。化学技术包括化学固定、化学淋洗和化学氧化还原等。生物修复技术包括植物修复、微生物修复和动物修复等。生物修复法总体存在修复效率低、处理成本高等问题。传统的物理修复方法如填埋、物理淋洗、翻土修复等工程量大，成本高、而且常常导致土壤结构破坏和某些营养元素丢失。化学固定通过向土壤中添加化学修复剂来修复土壤，因具有操作简单、投资少、等特点而受到重视，然而常规土壤修复剂如石灰、生物碳、堆肥等，存在不同问题，例如生物碳可通过吸附作用减少了土壤中重金属污染物的生物有效性，实现了修复的效果。但是，其中的有机质容易被矿化，土壤pH的改变也会引发解吸作用，致使重金属污染物能被再度释放，生物碳的修复效果不稳定，出现反弹，另外，现有其它的修复剂存在降低效率不够明显，对土壤理化性质产生不利影响等问题。

发明内容

为了解决现有单一活性碳修复效果不稳定、修复效果差、水稻根系吸附镉的能力强的问题，本发明提供一种采用复合土壤修复剂修复镉污染土壤的方法。

本发明的技术方案：

一种采用复合土壤修复剂修复镉污染土壤的方法，包括以下步骤：

首先制备所述复合土壤修复剂，然后将复合土壤修复剂与镉污染土壤混合均匀，最后种植水稻秧苗，维持土壤含水率为50％～80％，修复时间为水稻的整个生长时期，

所述复合土壤修复剂由羟基磷灰石-硅酸钙复合材料和生物碳组成，二者质量比为1:9-9:1，添加量占被修复土壤的总土质量的5wt％。

所述生物碳为杨木基生物碳。

所述羟基磷灰石-硅酸钙复合材料与所述杨木基生物碳的质量比为1:9-4:6。