[发明专利]一种土壤重金属复合稳定剂及其对土壤重金属的钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤重金属钝化领域，尤其涉及一种土壤重金属复合稳定剂及其对土壤重金属的钝化方法。

背景技术

近年来，随着中国工业化和城市化的不断推进，土壤污染问题日趋严重，重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、人体健康。镉米、砷毒、血铅等重金属污染危害近年来常见诸报道，土壤重金属污染已经成为土壤污染中倍受关注的公共问题之一。

常见的重金属污染土壤修复技术主要有物理修复、化学修复、生物修复和农业调控技术等。其中，化学钝化/固定技术由于其能快速、大幅度的降低重金属的生物有效性和毒性而被广泛运用。钝化技术主要是依靠钝化剂来降低土壤中重金属的移动性和生物有效性，却无法将重金属从土壤中去除，而是将其以更稳定的形式存在于土壤中。目前，可被用作重金属钝化剂/稳定剂的材料有天然沸石、草炭、磷矿粉、生石灰等等，这些材料成本较高、应用广适性差，过多施入后会严重改变土壤的原始理化性质。所以，有针对性的选择一种或多种效率高、稳定性长久的钝化剂是该技术实际应用中的关键。

电石渣是化工、机械等企业在电石制取乙炔过程中大量排放出的工业废弃物。由于电石渣及渗滤液呈强碱性，堆存渗透造成土地盐碱化，并污染地下水，同时碱性渣灰的扬尘污染周边环境，危及居民生活和身体健康，因此国家环境保护部门已将电石渣纳入第II类一般工业固体废物要求进行管理。电石渣含碱量高，主要化学成分为Ca(OH)₂，即熟石灰。电石渣在建筑、化工、冶金、农业等领域已有所应用，如能充分利用电石渣的碱性特性将其用于重金属污染土壤的稳定化处理，既可实现污染土壤的治理，也为电石渣的处置再利用提供了一条新思路，具有很好的环境效益。

大量研究表明，向受污染的土壤中添加有机质可以用来钝化土壤中的重金属。作为有效的重金属络合剂，有机物质可以通过形成不溶性金属-有机复合物、增加土壤阳离子交换量(CEC)，降低土壤中重金属的水溶态及可交换态组分，从而降低其植物有效性。常用的有绿肥、褐煤、养殖粪物、有机堆肥、草炭和作物秸秆等。菌渣是栽培各种食用菌以后剩下的有机固体废物，常见处理方式是就地堆置或焚烧处理，一方面造成了农业有机资源的巨大浪费；另一方面导致周围环境的恶化，细菌繁殖，疾病传播，这已成为很多农村地区不容忽视的环境问题。菌渣/蘑菇渣富含有机质、氮、磷、钾等营养成分，还具有数量庞大的微生物群落，菌渣表面存在着大量羟基、磷酰基、酚基等吸附性官能团，对Cd、Pb、Cr等重金属离子具有较强的吸附能力，菌渣一旦施入到土壤中，即可与土壤中的游离的活跃态重金属离子发生吸附络合等反应，从而使重金属离子被络合、螯合或吸附固定。菌渣作为一种农业固体废物，制造与应用成本相对低廉，且来源广泛，在重金属污染土壤治理方面具有较大的应用潜力。

同时，磷肥也是目前最常用的一种含磷物质的土壤重金属钝化剂。但是，单独使用磷肥钝化处理有一定的局限性。磷肥对铅的钝化效果很好，但对其它的重金属效果较弱，其稳定化效果单一，对重金属元素具有一定的选择性。在治理大面积的污染时磷肥的添加量需求大，通常都会超过正常的大田施肥用量，极易造成磷的流失，带来二次污染的环境隐患。因而，磷肥对重金属的选择性、施用量大、成本高、存在环境风险等特点都限制了它本身的更广泛运用。

若能将电石渣、菌渣、磷肥三者结合作为稳定剂用于重金属污染土壤的治理和生态恢复，既可以将土壤中的重金属钝化稳定，又可以达到沃土的作用，尽可能减少对土壤性质的破坏，有利于土壤的再利用。同时，还能降低修复成本，实现了固体废弃物的资源化利用，达到“以废治废”的双赢目的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种土壤重金属复合稳定剂及其应用，目的在于提供一种成本低廉、操作简便、来源广泛、易于推广，既可将土壤中多种重金属钝化稳定，又可以达到沃土、改良土壤性质的目的，同时对电石渣、菌渣进行固废再利用的土壤重金属复合稳定剂。

本发明提供的技术方案为：

一种土壤重金属复合稳定剂，包括以下组分，各组分以质量百分比计：

电石渣8％-40％，菌渣45％-70％和过磷酸钙8％-28％。

优选的是，所述的土壤重金属复合稳定剂中，各组分的质量百分比为：

电石渣35％，菌渣57％和过磷酸钙8％。