一種鈍化農田重金屬鎘、汞複合汙染土壤的調理劑及其製備方法與流程

2023-09-16 16:08:30

本發明屬於土壤重金屬汙染修復技術領域，特別涉及一種鈍化農田重金屬鎘、汞複合汙染土壤的調理劑，以及所述調理劑的製備方法。

背景技術：

我國農田重金屬汙染土壤治理起步較晚，鈍化處理技術還不成熟。現今的鈍化劑主要是利用粘土礦物、石灰、有機質、磷酸鹽等進行單一處理，上述各類方法處理導致土壤重金屬的鈍化效果受環境影響較大，處理土壤類型及重金屬類型受限，單一的鈍化材料的大量添加還會改變土壤的理化性質，影響植物的產量甚至正常生長。

凹凸棒土是一種天然粘土礦物，加入到環境中能改良土壤的理化性質，對環境、農作物無汙染。其主要含有Mg、Si元素，還含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，可為農作物的生長提供營養元素。磷酸二氫鉀，有效態磷、有效態鉀對農作物生長見效快；其含有的磷酸根與重金屬結合易形成難容的沉澱物；鈣鎂磷主要成分為磷酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂，為農作物生長提供鈣、鎂等營養元素，加入到土壤中有緩釋效果，磷酸根的存在為土壤重金屬長期的穩定化提供保障；腐殖酸為農作物生長提供有機營養元素，腐殖酸當中的有效成分胡敏酸與重金屬結合形成難溶的絡合態，降低重金屬的生物有效性。硫化錳、硫酸亞鐵為農作物根系提供較好的還原性環境和一定量的S2+，促進重金屬與硫離子結合成沉澱，亞鐵離子的存在抑制農作物對重金屬的吸附。

本發明將凹凸棒土、鈍化有效成分一、鈍化有效成分二、拮抗劑按照一定比例混合，為農作物生長提供豐富的營養元素，改良土壤的理化性質，添加的有效鈍化成分包括磷酸根、硫離子、胡敏酸，呈現多元化，降低了單一有效成分鈍化的風險性，為重金屬複合汙染類型土壤修復和降低農作物重金屬含量提供保障。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種鈍化農田重金屬鎘、汞複合汙染土壤的調理劑，其特徵在於包括以下成分：凹凸棒土，鈍化有效成分一，鈍化有效成分二，拮抗劑。

優選地，以重量份計，包括以下成分組分與去離子水的組分：凹凸棒土50-150份，鈍化有效成分一為20-60份，鈍化有效成分二為0.5-5份，拮抗劑為5-25份，去離子水為150-180份。

優選地，鈍化有效成分一為磷酸二氫鉀、鈣鎂磷、腐殖酸當中的一種或多種混合。

優選地，鈍化有效成份二為硫化錳或硫酸亞鐵，其中硫化錳的純度>98％。

優選地，拮抗劑為硫酸亞鐵或氯化鈣或磷酸鈣或硫酸鈣或氧化鐵或氧化鈣，其中硫酸亞鐵純度>97％。

優選地，所述凹凸棒土份數為100份，目數為100-200。

本發明還提供一種製備權利上述鈍化農田重金屬鎘、汞複合汙染土壤的調理劑的方法，其特徵在於，包括以下步驟：

(1)先對凹凸棒土進行高溫活化；

(2)再將步驟(1)的凹凸棒土與鈍化有效成分一混合，加去離子水進行攪拌，混勻後進行乾燥、粉碎；

(3)將步驟(2)得到的混合物與鈍化成分二、拮抗劑加入到攪拌機中進行攪拌，混合均勻，得到農田土壤重金屬複合鈍化材料，即所述的調理劑。

最好在步驟(1)中凹凸棒土的活化溫度為250-350℃。

優選各成分的組分與去離子水的組分為凹凸棒土50-150份，鈍化有效成分一20-60份，鈍化有效成分二0.5-5份，拮抗劑為5-25份，去離子水150-180份或凹凸棒土份數為100份。

本發明鈍化有效成份二硫化錳，優選如下：純度>98％，廠家鞍山鑫科粉材製造有限公司生產。拮抗劑硫酸亞鐵，優選如下：純度>97％，廠家廊坊科瑞化工生產。

與現有技術相比，本發明所述的一種鈍化農田重金屬鎘、汞複合汙染土壤的調理劑及其製備方法達到了如下效果：將凹凸棒土、鈍化有效成分一、鈍化有效成分二、拮抗劑按照一定比例混合，為農作物生長提供豐富的營養元素，改良土壤的理化性質，添加的有效鈍化成分包括磷酸根、硫離子、胡敏酸，呈現多元化，降低了單一有效成分鈍化的風險性，為重金屬複合汙染類型土壤修復和降低農作物重金屬含量提供保障，本發明取材安全環保，處理工藝簡單，為農作物生長提供豐富的營養元素；將多種鈍化有效成分與拮抗成分復配到一起，對鈍化土壤重金屬有疊加功能並且提供良好的修復環境；本發明對於處理多種重金屬汙染類型的土壤都有較好的修復效果，明顯降低農產品重金屬含量。

具體實施方式

以下結合具體實施例，進一步說明本發明，但本發明並不限於以下實施例。

實施例1

將100目的凹凸棒土在250℃的高溫環境下活化2h，活化凹凸棒土與鈍化有效成分一混合，再加入去離子水攪拌4h，乾燥粉碎；再與鈍化有效成分二和拮抗劑充分攪拌4h，混合均勻。材料重量份數為凹凸棒土50份，鈍化有效成分一為60份，鈍化有效成分二用硫化錳或硫酸亞鐵為5份，拮抗劑用硫酸亞鐵為25份，去離子水150份。

將鈍化劑加入到鎘、汞複合汙染土壤中，鈍化劑與土壤的質量比，鈍化劑：土壤＝2:1000。將土與鈍化劑混合均勻；加水至土壤含水率100％，讓其在自然狀態下蒸發，期間不斷加水，保證土壤含水率不低於60％，持續時間30天。之後在該土壤中進行空心菜種植。待空心菜長大後進行重金屬汞、鎘含量測定和土壤中有效態汞和鎘含量測定，結果見表1。

實施例2

將150目的凹凸棒土在270℃的高溫環境下活化2h，活化凹凸棒土與鈍化有效成分一混合，再加入去離子水攪拌4h，乾燥粉碎；再與鈍化有效成分二和拮抗劑充分攪拌4h，混合均勻。材料重量份數為凹凸棒土100份，鈍化有效成分一為50份，鈍化有效成分二用硫化錳為3份，拮抗劑用氯化鈣為20份，去離子水160份。