[发明专利]一种纳米炭黑包裹石灰石组配稳定剂修复重金属镉(Cd)污染土壤的方法

说明书

本发明公开了一种纳米炭黑包裹石灰石组配稳定剂修复重金属镉(Cd)污染土壤的方法，属于重金属污染土壤修复技术领域。首次选取纳米炭黑和石灰石以及粘结剂为材料，按照3:15:2复配制粒，后按组配稳定剂5g/kg的添加量添加到重金属污染的土壤中，自然风干熟化14天。弥补了传统固化剂用量大效果差的缺点，与传统方法相比，对重金属Cd的去除率可达到95％以上，同时提升15.5％的土壤肥力，增加土壤炭库约21.3％，并且对使用纳米炭黑包裹石灰石稳定剂的稻田，增产17.1％。本发明具有成本低廉、高稳定化、操作简便、改良土壤理化性质、水稻增产、较少温室气体排放、二次利用的优点，可广泛用于修复大型的农田土壤中，为土壤修复以及大气减排提供了一定的科学和实践依据。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复技术领域，是一种利用纳米炭黑包裹石灰石修饰后修复复合型重金属污染土壤的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们的生产和生活对环境的影响已经引发了一系列全球性的环境问题，土壤重金属污染是其中最严重的生态问题之一。镉(Cd)是环境中生物毒性最强的重金属元素之一，镉及其化合物被美国环保署(USEPA)及欧盟均列为优先污染物。镉不是植物生长的必需元素，但当其以溶液的形态存在时，容易被植物吸收并参与必要的代谢产生毒性。大量的调查与研究已经证实镉是一种有毒的危险物质，不仅影响植物还危害人体与其它动物。

纳米材料具有较大的比表面积和优良的光电性能，在改善环境方面的应用越来越广。炭黑是气态过程的产物，是生物体或化石原料的挥发分在不完全燃烧或高温热解时转化成的，具有芳香族化合物的结构特性，有许多羧基、酚羟基、羰基等含氧功能团，具有较强的从环境中吸附物质的能力。目前利用纳米炭黑的超强吸附能力这一特性去修复被污染的环境正处在探索阶段。

根据2014年发布的全国污染状况调查公报中不难看出，中国土壤环境总体 情况不尽人意，全国很大部分的耕地都受重金属和农药等污染，这已经严重的威 胁了国家“米袋子”和“菜篮子”的质量安全。我国土壤目前超标率总体上高达 16.1％，其中最为严重的污染以无机型污染为主，其次为有机型污染。由于重金 属不易降解且难以消除，所以土壤中的重金属一旦积累到一定程度就会对植物- 土壤系统产生毒害作用，从而导致土壤质量的退化、农作物产量和农作用的品质 大幅度降低，并恶化水文环境，随着食物链呈现其逐级放大的现象，进而危及人 体健康。

本研究以重金属镉(Cd)污染的土壤为研究对象，模拟重金属污染稻田土，研究不同种类的纳米炭黑与石灰石包裹复配后的产物作为一种复合稳定剂对受到镉(Cd)污染的稻田土壤污染进行修复。通过毒性浸出试验和Tessier形态连续提取试验，在相同污染浓度的重金属污染的土壤情况下镉(Cd)的稳定情况。筛选出稳定性较好的组配稳定剂种类以及稳定剂的施用量。通过测定稳定剂施加前后的土壤pH值、有机质等理化性质的变化，分析稳定剂对土壤理化性质的影响，来选择更适合农田重金属污染土壤的修复方法。

发明内容

本发明针对单一稳定剂修复重金属(Cd)不全面的问题，提出了组配稳定剂能更好的修复复合型污染的重金属土壤。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

1.利用纳米炭黑对石灰石进行包裹复配出一种稳定剂

2.污染土壤的熟化反应

3.毒性浸出试验

4.形态提取试验

5.土壤pH测定

6.土壤有机炭含量的测定

7.土壤速效磷含量的测定

8.土壤铵态氮含量的测定