[发明专利]一种适用于中弱碱性土壤镉污染的钝化剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种适用于中弱碱性土壤镉污染的钝化剂及其使用方法，其组分为磷矿粉和腐殖酸，所述磷矿粉和腐殖酸的重量比为3：20。本发明优化磷矿粉和腐殖酸配比组合作为土壤钝化剂，通过土壤钝化剂和肥料的配合施用方法，特别是肥料的优化施用，共同配合不仅降低了中弱碱性土壤中的镉污染，还具有保产增效的作用，同时从源头上降低了面源污染。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复和安全利用技术领域，具体涉及一种适用于中弱碱性土壤镉污染的钝化剂及其使用方法。

背景技术

自然条件影响和长期高强度耕作即大量施用速效肥造成土壤结构变差、养分失衡、地力下降，同时还造成土壤严重酸化，从而影响肥料的有效性。而且，各种工业废水、废气等使得土壤中重金属(镉、铬、汞、铅)污染也越来越严重，镉、铬、汞、铅等重金属一方面影响作物的正常生长，另一方面进入到作物内，通过食物链富集，影响人体健康。目前重金属污染以镉污染最为突出。

目前，针对重金属镉污染的处理，最常用的方法是施用石灰，提高pH，增加土壤表面对镉的吸附，使镉的毒性降低，达到抑制植株吸收镉的目的，该方法简单易行，因此被广泛应用。但是针对中弱碱性土壤镉污染，由于其土壤呈碱性，很难再通过施用石灰提高pH的方式治理镉污染。目前还没有针对中弱碱性土壤镉污染处理的相关报道。

而且土壤中施入现有的钝化剂后，钝化剂将重金属吸附固定，但是后期大量酸性肥料施入后，会将吸附的重金属脱吸附，影响钝化剂处理效果。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种适用于中弱碱性土壤镉污染的钝化剂及其使用方法，本发明通过合适用量的磷矿粉和腐殖酸作为土壤钝化剂，通过土壤钝化剂和肥料的配合施用方法，特别是肥料的减量施用，共同配合不仅降低了中弱碱性土壤中的镉污染，还具有保产增效的作用，同时从源头上降低了面源污染。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种适用于中弱碱性土壤镉污染的钝化剂，其组分为磷矿粉和腐殖酸，所述磷矿粉和腐殖酸的重量比为3：20。

腐殖酸的制备：首先将腐殖酸颗粒放入包衣机；在包衣机转动下喷入质量浓度为0.1-1.0％的胍胶水溶液，混合均匀；升温，干燥，得干燥颗粒，其中腐殖酸与胍胶水溶液的质量比为100：(5-30)；然后将干燥颗粒加入到质量浓度为0.1％-10.0％的含硼交联剂水溶液中浸泡后过滤，干燥，即得到可降解腐殖酸缓释颗粒。腐殖酸的包衣具有可降解性，不仅不影响，反而能够改善土壤性能；另外，包衣材料经过硼化合物的交联后能够延长缓释周期。同时，交联剂含有的硼元素是一种含硼肥料的必须元素。

腐殖酸含有丰富的COOH、Ar-OH、Ph-OH、C＝O、醇和烯醇、醇羟基、羰基、氨基等官能团，使其具有弱酸性、离子交换性和络合螯合性，一方面易与重金属镉离子形成络合物或螯合物，降低重金属有效性；另一方面可活化磷素，其-COOH基团可与Ca²⁺生成难溶的CaC₂O₄，释放HPO₄^2-或H₂PO₄^-。同时，腐殖酸还可吸附在磷矿粉表面改善其对镉的吸附性能。

优选的，磷矿粉过200目筛，购自于云南安宁添云磷化工有限责任公司。

磷矿粉所含的钙能与重金属镉产生拮抗作用，通过与重金属竞争根表吸附位点和离子通道，从而降低植物对重金属的吸收；释放的磷酸根可与重金属镉形成磷酸盐沉淀而固定重金属镉。

本发明的第二方面提供上述钝化剂治理中弱碱性土壤镉污染的方法，包括以下步骤：先将钝化剂施入土壤，再进行翻耕，最后进行施肥。

优选的，钝化剂的施入量为3-4t/hm²。

优选的，翻耕深度为15-20cm。