[发明专利]一种重金属钝化剂及其应用

说明书

本申请公开了一种重金属钝化剂，包括羟基磷灰石和含磷材料。还包括酸性物质和硫化物。并公开了该重金属钝化剂在修复重金属镉和/或铅污染土壤中的应用。本申请的重金属钝化剂原料来源广泛，配方简单，将各组分按相应配比混合即可，应用时施入所述重金属镉污染土壤即可，使用方便，不会带来新的负面影响，无二次污染；具有较强的土壤环境友好性，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种重金属钝化剂及其在弱碱性农田土壤应用，属于重金属污染土壤修复领域。

背景技术

土壤作为水体污染、大气污染和固体废弃物的最终受体，其污染状况十分复杂，土壤污染具有滞后性和隐蔽性的特点，土壤中重金属不断超负荷累积，随着“镉大米”、“血铅”等污染事件的曝光，土壤污染尤其是农田土壤重金属污染愈发引起各个群体的重视。土壤重金属污染修复技术主要有工程措施、农艺调控措施、化学钝化修复技术和植物修复技术。化学钝化修复是指向土壤中加入钝化剂，通过调节土壤理化性质，与金属发生沉淀、吸附、络合、氧化还原等一系列反应，改变重金属元素在土壤中的化学形态和赋存状态，降低其在土壤中的迁移性和生物有效性，减少重金属镉转移到作物的可食用部分。这种修复技术具有修复速率快、费用低、操作简单等特点，同时不影响农业生产，可以边修复边生产，是当前实际开展大面积中轻度重金属污染土壤修复项目中最为主要的修复技术。

酸性土壤和弱碱性土壤的pH和理化性质不同，因而对重金属的钝化机理也存在差异，用于修复酸性土壤的钝化材料主要以提高土壤pH为主，通过升高土壤pH降低重金属活性，从而降低重金属的有效性；而北方部分地区多为弱碱性土壤，增加pH难以降低重金属的有效性，且易造成土壤板结以及土壤肥力降低的问题。目前大部分专利的钝化剂施用量高，不利于实施推广，将增加土壤的负载能力，且酸性土壤镉污染的钝化剂种类较多，而针对弱碱性农田土壤镉污染的钝化剂较少，故发明一种易于推广的弱碱性农田土壤镉钝化剂是很有实际意义的。

发明内容

本发明提供一种钝化效果好且适用于弱碱性镉污染农田土壤的重金属钝化剂及应用。

根据本申请的一个方面，提供一种重金属钝化剂，其特征在于，包括羟基磷灰石和含磷材料。

可选地，所述羟基磷灰石、含磷材料的质量比＝1：0.2～3。

可选地，所述羟基磷灰石、含磷材料的质量比＝1：0.5～2。

可选地，所述羟基磷灰石、含磷材料的质量比＝1：2。

可选地，所述羟基磷灰石、含磷材料的质量比＝1：0.5。

可选地，所述羟基磷灰石选自纳米羟基磷灰石、微米羟基磷灰石中的至少一种。

可选地，所述含磷材料选自磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、过磷酸盐、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的至少一种。

本发明中，羟基磷灰石具有高比表面积、高反应活性等特点，且不易造成二次污染。羟基磷灰石钝化重金属的反应机制主要包括离子交换、表面络合、沉淀等。镉离子与羟基磷灰石中的钙离子进行离子交换形成更加稳定的化合物。

本发明中，含磷材料的有效成分磷酸根促进镉向残渣态转化，降低生物可利用性。

可选地，所述重金属钝化剂还包括酸性物质。

可选地，所述羟基磷灰石、酸性物质的质量比＝1：0.1～3。

可选地，所述羟基磷灰石、酸性物质的质量比＝1：0.5～2。

可选地，所述羟基磷灰石、酸性物质的质量比＝1：0.5。

可选地，所述酸性物质选自柠檬酸、乳酸、腐植酸、富里酸、胡敏酸中的至少一种。

可选地，所述重金属钝化剂还包括硫化物。