[发明专利]一种改良剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于土壤保护技术领域，具体涉及一种镉砷复合污染土壤修复改良剂及其制备方法和应用。本发明提供的改良剂包括改性蛭石、改性生物炭和改性海泡石，该改良剂组分简单、吸附效果好，可以使土壤的pH维持在一个相对稳定的范围内，可有效降低土壤pH变化幅度，且通过三种材料的复配，可以达到镉砷复合污染的综合修复，同时不影响土壤肥力，其中，改性蛭石具有较高的pH缓冲性，能够减缓海泡石易使土壤的pH值升高、铁改性生物炭易使土壤pH值降低的问题；生物炭官能团丰富，铁改性生物炭对砷有较好的固化稳定化作用；海泡石为平行晶层构成的链状过渡型结构，相邻晶层相间排列，形成微孔通道，有极强的吸附、脱色和分散等性能。

技术领域

本发明属于土壤保护技术领域，具体涉及一种镉砷复合污染土壤修复改良剂及其制备方法和应用。

背景技术

据全国土壤污染状况调查结果显示，全国土壤污染以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位数的82.8％。造成无机污染的主要物质为镉、镍、砷、铜、汞、铅、铬和锌，该8种无机污染物点位超标率分别为7.0％、4.8％、2.7％、2.1％、1.6％、1.5％、1.1％和0.9％，其污染物组成类型通常表现为多种重金属复合污染，镉和砷复合污染是最为典型和广泛的类型。

土壤中的镉和砷可通过食物链和生态链的传递、积累和放大，威胁着生态安全和人体健康。镉在人体内的生物半衰期为10-30年，很少量的镉进入人体可对肾、肺、肝、脑、血液及免疫系统产生损伤，并具有较强的致突变性；人体长期接触砷会导致肺损伤、皮肤病或心血管病，进一步引起皮肤癌、膀胱癌、肝癌和肺癌的发生。为保障农产品安全，提升人民生活品质，镉砷复合污染土壤的治理成为保证我国粮食和生态安全的重要策略。

镉砷复合污染常用的修复技术包括工程措施、电动修复、化学淋洗、化学钝化、植物修复和微生物修复。工程措施包括深耕法、客土法和换土法。这类方法修复效果显著，不受土壤性质所限制，但工程量大。电动修复法具有修复速度较快，成本较低，对环境造成的二次污染小，但仅适用于小范围的黏质土壤。化学淋洗法受土壤质地、淋洗剂种类和水源等因素的制约，并且该技术主要适用于较疏松、易渗透的砂砾土壤。植物修复方法虽然可通过超富集植物吸收较高含量的重金属，但绝大多数植物都存在生长慢、生物量小，且大多数为莲座生长等问题，很难进行机械操作。微生物修复方法因微生物的生物体很小，吸收量较少，专一性较强等因素，难以实现在大面积金属污染土壤中的广泛应用。化学钝化技术，即在土壤中添加改良剂，该方法具有投入低、修复快速、操作简单、不受土壤类型制约的特点，容易实现重金属污染土壤的大面积、高效率和低成本修复，因此成为镉砷复合污染修复常用的技术手段。

在实际土壤环境中，重金属污染表现为复合污染，使用单一的改良剂往往难以取得良好的修复效果，尤其是由于镉和砷两种元素化学性质及存在形态上的差异，在治理过程中存在拮抗效应，治理镉污染土壤的改良剂不适用于砷的治理，同时治理砷污染土壤的改良剂不适用于镉的治理。

中国专利文献CN104941583A，公开了一种镉砷吸附材料、制备方法及用途，该方法包括，将生物质粉碎，在限氧或无氧条件下迅速升温至500℃后，热裂解至完全炭化，自然冷却至室温，粉碎，获得吸附材料前体，然后将吸附材料前体与铁盐溶液混合反应后制得镉砷吸附材料，但是在该制备方法中，土壤的pH不能得到控制，易变化，修复效果不稳定，且修复后的土壤pH变化幅度较大也会影响土壤的肥力和作物的产量、品质。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中改良剂的组分复杂、成本高、对镉砷吸附效果差且改良剂的添加会导致土壤pH值变化幅度大等缺陷，从而提供一种改良剂及其制备方法和应用。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了一种镉砷复合污染土壤修复改良剂，以质量份数计，包括以下组分：

改性蛭石 40-60份；

改性生物炭 20-30份；