[发明专利]农田土壤中Cd、Pb污染钝化剂及其制备方法和修复方法

说明书

本申请公开了一种改良的农田污染土壤钝化剂及其制备方法和土壤修复方法，钝化剂主要针对农田土壤中重金属污染物Cd和Pb，钝化剂由改性后的凹凸棒、生物炭、生石灰和磷酸盐组成。通过对凹凸棒进行改性，使凹凸棒负载纳米氧化铁或氢氧化铁核壳颗粒，增强凹凸棒的吸附、修复能力。同时本申请优化了修复工艺流程，具体地优化了钝化剂组分的加入顺序，使修复效果更佳。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤的修复，具体为针对农田土壤中Cd、Pb污染的钝化剂及其制备方法和土壤的修复方法。

背景技术

随着城镇化、工业化的发展和城市污泥、废弃物进入农业生态系统，土壤重金属污染态势日趋严峻。据国家环保部、国土资源部等的调查[我国土壤各种污染物超标点位占调查总点位的16.1％；而耕地土壤点位超标率高达19.4％，污染情形不容乐观。近年来，我国重金属污染事件频发，“镉米”“镉麦”等事件的曝光，也引起了国人对水稻、小麦等主要粮食作物重金属超标问题的普遍忧虑。重金属是指原子密度大于6g/cm3的金属与类金属元素(硒Se等除外)，有些是生物必需元素，有些是非必需元素，摄入含量过高，二者均对动植物有毒害作用。如镉(Cd)、铬(Cr)都是已知的人类致癌物，长期摄入它们会导致肺腺癌、骨折、肾功能不全、高血压、心血管、胃肠道疾病或呼吸系统损害等，过量摄入铅(Pb)会损害神经、骨骼、血液循环、内分泌和免疫等系统。有关研究表明，邻近工业区的农业土壤重金属污染强度依次是CdPbZnCuCrNiAs，因此，针对农田土壤中重金属污染物处理的课题尤为重要。本申请针对农田土壤中污染强度最高的Cd和Pb的钝化剂进行了改进，旨在提高钝化剂的土壤修复能力。

目前国内对于农田土壤中Cd、Pb污染的修复技术主要包括物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复。物理修复工艺简单，但能耗大，操作费用高；生物修复成本低、操作简单，但对于高浓度重金属污染效果甚微；农业生态修复技术成熟、成本较低、对土壤环境扰动较小等优点，但修复周期长，效果不显著；联合修复技术虽然已经开展了相关研究，但并没有大规模应用，且各种技术之间的相互间作用还需深入研究。化学修复技术主要通过加入化学药剂或材料，并利用其与重金属形成不溶性或移动性差、毒性小的物质而降低其在土壤中的生物有效性和迁移性，对重金属污染物的修复效果显著，修复周期段，可针对性地对土壤中的特定重金属进行固定和转化，在周期性土壤修复中发挥至关重要的作用。现有技术中，针对农田土壤中Cd、Pb污染的钝化剂主要包括生物炭、赤泥、凹凸棒土、膨润土、含磷物质等，有关研究表明，添加20％凹凸棒土降低可提取态Pb、Cd的比例达35％～50％，经改性后的凹凸棒土更能提高修复能力，文献CN110695069中通过对凹凸棒土热处理，显著提高了凹凸棒土对于土壤中全镉的固定能力，400℃ATP处理后的凹凸棒土试验组相对于对照组有效态镉含量降低了36.59％。文献CN110511761中对凹凸棒土进行酸化提纯、表面活化、载铁处理、热活化，改性后的凹凸棒土提升了对于Cd的吸附、还原能力。但对于污染日趋严重的土壤而言，钝化剂的修复能力仍有待提高，迫切需要进一步提高钝化剂修复能力的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种农田土壤中Cd、Pb污染钝化剂、其制备方法及土壤修复方法。

为实现上述目的，本发明采取下述方案：