[发明专利]钝化土壤重金属的土壤修复剂及其制备方法

说明书

本发明公开了钝化土壤重金属的土壤修复剂及其制备方法。本发明将生物炭、膨润土和氧化镁按照特定的用量比例配伍在一起得到对于土壤重金属具有高效修复作用的土壤修复剂，这三种组分以特定的比例组合在一起对于土壤重金属具有协同钝化功效，尤其能够高效降低土壤中重金属镉的有效态含量，1个月之内有效态镉含量即可降低55％‑60％。采用本发明土壤修复剂修复重金属污染的土壤具有修复成本低、操作简单、养护方便等优点。

技术领域

本发明涉及一种修复土壤的土壤修复剂，尤其及钝化土壤重金属的土壤修复剂及其制备方法，属于重金属污染土壤的修复领域。

背景技术

在土壤污染中，重金属污染以其潜伏性、隐蔽性、长期性和不可逆转性成为全球性的环境问题，其中镉是毒性最强的重金属元素之一。农业生产中含镉肥料和农药的大量使用及引用工业污水灌溉所导致的农田土壤镉污染问题严峻。据不完全统计，我国镉污染农田面积已超过20×10⁴hm²，每年生产镉质量分数超标的农产品达14.6×10⁸kg。近些年频频曝出的“镉大米”事件，让人们对食品安全问题产生了担忧和恐慌，如何防治镉污染已成为当前急需解决的重大战略需求。

土壤重金属镉污染的危害巨大，具有毒性大、稳定、难去除的特点，如何有效修复是目前研究的难点。目前，对镉污染土壤的修复措施主要分为三类：物理修复措施、化学修复措施、生物修复措施。镉污染土壤的物理修复措施是指利用物理方法对受污染的土壤进行修复，物理修复的优点在于效率高、见效快、能将污染土壤彻底修复；但物理修复有工程量较大、成本昂贵、易造成土体结构的破坏、影响土壤肥力等局限性。化学修复措施是指向污染土壤施加化学试剂、改良剂，改变镉在土壤中的存在形态和土壤氧化还原点位、pH等，通过分离、吸附、转化、钝化等作用降低镉的生物有效性。化学修复简单易操作，但由于其仅改变土壤中镉的存在形态，在特定情况下镉可能会被再次活化，难以达到永久性修复的目的。因此，化学修复措施仅适用于镉污染程度较低的地区。生物修复是指利用某些特定的动、植和微生物作为修复主体，吸附、钝化、固定、转化土壤中镉，对土壤进行修复治理。操作简单、适用性广，成本低，不会造成二次污染，符合生态发展规律等优点。但由于生物的一些自身因素，例如植物根系生长范围有限，动物生长易受环境等因素影响等限制，生物修复也有一定的局限性。

现有的钝化土壤重金属镉的修复剂均不同程度的存在修复周期长、见效时间长、钝化率低等问题，有待改进。

发明内容

本发明的目的之一是提供高效钝化土壤重金属的土壤修复剂；

本发明的目的之二是提供一种制备所述高效钝化土壤重金属的土壤修复剂的方法

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

一种钝化土壤重金属的土壤修复剂，由生物炭和膨润土组成；

生物炭是一种废弃物资源化利用的产物，因其孔隙结构发达、比表面积巨大和独特的表面化学性质，对环境介质中的重金属离子镉等有很强的吸附作用，进而影响了重金属离子的迁移与归宿。

本发明中所述的生物炭是由作物秸秆或作物种子外壳等材料通过高温裂解并过筛后得到的多孔隙的炭质材料；其中，所述的作物秸秆可以是水稻秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆等各种作物秸秆，优选为水稻秸秆；所述的作物种子外壳可以是稻壳、花生壳、玉米壳等种子外壳，优选为稻壳；本领域人员可以采用各种常规的高温裂解制备方法将这些作物秸秆或作物种子外壳制备得到具有多孔隙的生物炭材料。

作为参考，本发明提供了一种生物炭的制备方法，包括：将水稻秸秆、或/和稻壳粉碎后，在500-600℃高温裂解后过60-80目孔径筛，即得。