[发明专利]一种用于农田土壤除重金属土壤调理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于农田土壤除重金属土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

土壤是对于人类生存来说是最重要的自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着经济的进步和工业的发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤中活性重金属元素的大大超标，土壤污染特别是农田土壤活性重金属超标，会直接导致栽种在土壤上农作物重金属超标，并可通过食物链的方式进入人体，从而对人体健康带来危害。

目前我国被重金属污染的农田约有0.15亿公顷，约占农田总面积的15％，我国每年受重金属污染的粮食多达1500万吨，因受重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨，直接经济损失200多亿元。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8％，其中轻度污染的占46.7％，中度污染的占9.7％，严重污染的占8.4％，其中以Hg和Cd污染面积最大。据国家环保总局调查显示，珠三角、长三角、环渤海、中部地区等经济发达地区，都面临着严重的土壤重金属污染问题。重金属可以通过食物链进入人体后，在人体进行富集。导致人的工作疾病的产生，湖南等地的镉大米事件、浙江的儿童血铅超标事件、广西水库镉超标事件都是重金属污染对人影响危害集中爆发。

目前修复重金属污染土壤的方法有物理修复、化学修复、植物修复等，常用的物理化学修复包括土壤淋洗和电动修复、化学固化等，例如加入石灰、磷灰石、沸石等，通过对重金属离子的吸附或(共)沉淀作用改变其在土壤中的存在形态，从而降低其生物有效性和迁移性。植物修复是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。目前在实际应用中物理化学法或植物修复法改良重金属污染土地仍存在操作不方便、效果缓慢差，土壤修复成本高、容易使土壤失去肥力和板结等特点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于农田土壤除重金属土壤调理剂及其制备方法。所述用于农田土壤除重金属土壤调理剂为改性膨润土，其能够显著降低土壤中的重金属含量的同时增加土壤肥力，具备土壤修复操作简单、成本低、效果明显、可以长期使用等特点。

本发明提供的技术方案为：

一种用于农田土壤除重金属土壤调理剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)焙烧膨润土，在高温下焙烧膨润土可使膨润土产生大量的孔洞；

(2)将焙烧后的膨润土在酸液中活化，过滤除去多余酸液，滤渣干燥后粉碎至180目，得到活化后的膨润土；酸活化处理可除去分布于组成膨润土的主要矿物蒙脱石通道中的杂质，如混杂其中的有机物，使孔道得到疏通，进一步打开焙烧后未开的孔洞，进一步提高其表面积；

(3)将活化后的膨润土与磷酸二氢钾溶液混合，搅拌10～40min，使其充分混合吸湿；

(4)将步骤(3)混合吸湿好的材料干燥、研磨成180目的粉末，即可得到所述用于农田土壤除重金属土壤调理剂。

所述步骤(1)中，焙烧的温度为450～850℃，时间为2～3h。焙烧的温度需控制在450～850℃的范围之内，如果温度过低孔洞形成较少，如果温度过高易造成孔洞坍塌。

所述步骤(2)中，酸液的体积浓度为1～5％；酸液与膨润土的质量之比为1.5～2：1。

所述步骤(2)中，酸液为体积浓度为1％的硝酸水溶液。

所述步骤(2)中，在网带干燥窑内干燥，干燥的温度为120～180℃，时间为1～4h。

所述步骤(3)中，磷酸二氢钾溶液的体积浓度为10～30％，优选为20％；活化后的膨润土与磷酸二氢钾溶液的质量之比为3:1.5～2.5。

所述步骤(4)中，在网带干燥窑内干燥，干燥温度100～180℃，时间2～4h。

本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的用于农田土壤除重金属土壤调理剂，其应用于重金属污染的农田治理时，施用量为50～500kg/亩。

本发明提供的用于农田土壤除重金属土壤调理剂的制备方法中，膨润土经焙烧、酸活化处理、再经磷酸二氢钾改性，得到的用于农田土壤除重金属土壤调理剂直接施用于重金属污染的农田上，可显著降低其上种植的农作物中的重金属含量，并显著提升农作物产量；在进行实验室测试时，本发明公开的改性膨润土土壤调理剂对镉、铅、铬的去除率均可达99％以上。