[发明专利]一种治理镉砷复合污染稻田土壤的缓释型修复剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种治理镉砷复合污染稻田土壤的缓释型修复剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：（1）将碳酸钙、钙镁磷肥充分搅拌混匀，在氮气保护下进行煅烧，煅烧后的混合物经碾磨粉碎后得到复合物A；（2）将硅酸钾加入到水中充分搅拌使其溶解，将溶解后的硅酸钾溶液均匀的喷洒铁粉表面，然后在造粒机上造粒得到混合物颗粒B；（3）将复合物A和混合物颗粒B置于造粒机中，逐渐喷施纯水直至在混合物颗粒B表层均匀包裹复合物A，形成直径为3～5 mm的颗粒物；（4）将步骤（3）中得到的颗粒物烘干至水分≤5%，得到缓释型修复剂。本发明的缓释型修复剂，能够在水稻关键生育期实施镉砷同步钝化阻控，用量小，有效降低了水稻镉砷含量，效果显著而且稳定。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种治理镉砷复合污染稻田土壤的缓释型修复剂及其制备方法。

背景技术

耕地土壤是进行农业生产耕作的基础条件，土壤中的健康状况、养分含量都直接影响农作物的生长。当前随着工农业的快速发展，大量的污染物尤其是重金属进入土壤环境中，造成土壤污染日渐严重。同时农业投入品的过量使用也是造成土壤重金属污染的重要因素之一。镉和砷是耕地土壤中常见的污染元素。2014年全国土壤环境调查公报显示，全国土壤镉和砷的点位超标率分别为7.0％和2.7％。镉砷复合污染在耕地土壤中时常发生，造成农作物镉砷含量超标。

原位钝化技术是修复治理重金属污染耕地土壤最常用的技术之一。当前常用的镉钝化剂主要有石灰、海泡石、沸石、磷矿石、赤泥、粉煤灰、生物炭等，而砷钝化剂主要有含铁材料、稀土元素以及改性生物炭等。镉在土壤中主要以二价阳离子(Cd²⁺)存在，砷在土壤中往往以含氧的砷酸根(AsO₄^5-)或亚砷酸根(AsO₃^3-)形式存在。由于镉和砷在性质的差异及在土壤中存在形态的差异，当前治理镉污染土壤的钝化剂往往不适应砷污染土壤的治理，而治理砷污染土壤的钝化剂也不适应镉污染土壤的治理。比如，当前对于修复镉污染土壤大量采用碱性材料，用于提高土壤pH值，使镉形成氢氧化物沉淀，达到降低土壤中镉有效性的目的；但土壤pH值的升高，对于土壤中的砷却起到了活化作用，提高了土壤中砷的有效性，而不适用于砷污染土壤修复治理。显然，要同步修复镉砷复合污染土壤，其难度比单一的镉污染或砷污染更大。

由于镉和砷在性质的差异及在土壤中存在形态的差异，针对镉砷复合污染稻田土壤，当前常用的钝化材料难以实现镉砷同步钝化，难以同步降低稻米中镉砷含量。因此，针对镉砷复合污染土壤同步修复治理的难点，研发能够实现镉砷同步钝化的修复剂，有效降低水稻中镉砷含量，实现镉砷复合污染稻田土壤安全利用，具有重要实用价值和现实意义。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够在水稻关键生育期实施镉砷同步钝化阻控，用量小、效果显著而且稳定的缓释型修复剂及其制备方法。

本发明提供的一种治理镉砷复合污染稻田土壤的缓释型修复剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将40～60质量份的碳酸钙、10～20质量份的钙镁磷肥充分搅拌混匀，在氮气保护下，将混合物以每分钟10～15℃的升温速度，使温度保持在300～400℃之间，持续时间3～5h，然后在氮气保护下降到室温，煅烧后的混合物经碾磨粉碎后过100～300目筛，得到碳酸钙和钙镁磷肥的复合物A；

(2)将2～8质量份的硅酸钾加入到5质量份的水中，充分搅拌使其溶解，将溶解后的硅酸钾溶液均匀的喷洒在20～40质量份的铁粉表面，然后在造粒机上造粒，得到直径为1～3mm的铁粉与硅酸钾的混合物颗粒B；

(3)将复合物A和混合物颗粒B按按质量份数(50～70):(40～20)的比例置于造粒机中，逐渐喷施10质量份的水，直至在混合物颗粒B表层均匀包裹复合物A，形成直径为4～5mm的颗粒物；

(4)将步骤(3)中得到的颗粒物烘干至水分≤5％，得到缓释型修复剂。