[发明专利]一种用于修复重金属污染农田土壤的钝化剂及应用方法

说明书

本发明公开了一种用于修复重金属污染农田土壤的钝化剂及应用方法，钝化剂为蒙脱石、胡敏酸，并公开了钝化剂用于修复重金属污染农田土壤的应用方法，只需要按比例向修复土壤中先施撒蒙脱石，与土壤充分混匀，反应一段时间后，再按比例向土壤中添加胡敏酸，与土壤充分混匀并保持一段时间后，即可有效降低重金属污染农田土壤的有效态Cd浓度，采用本发明的钝化剂应用于修复受重金属污染的农田土壤，尤其是中性偏碱的农田土壤，能有效降低土壤中重金属的生物有效性和可迁移能力，具有修复效果好，稳定性强，操作简单可控，经济效益好的优点，且修复后土壤中有效态重金属含量低于国家标准，具备工业化生产条件和广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种新型的用于修复重金属污染农田土壤的钝化剂及应用方法，属于土壤修复领域。

背景技术

土壤质量是社会经济可持续发展的重要物质基础，随着中国工业化进程的加速和社会经济的快速发展，农田土壤污染和质量下降问题日趋突出。农田重金属污染是国内外普遍高度关注的环境问题。重金属在土壤中积累到一定程度后，不仅会随土壤肥力流失造成生态问题，还会影响作物的产品质量和品质，通过食物链进入人体，影响人体健康。农田重金属污染形势严峻，农田重金属污染治理已成为亟待解决的重大国家需求。

当前，我国对于重金属污染农田土壤的修复治理工作，主要以风险管控的策略为主，对具备修复价值的土壤地块开展修复治理工作。在镉污染土壤的修复技术研究和实践中，化学钝化修复技术受到越来越广泛的关注。钝化剂的添加会使得重金属在土壤中的各种赋存形态发生变化，由游离态转变为螯合态或稳定态。在多种钝化剂中，常用的无机钝化剂主要包括含磷材料、钙硅材料、黏土矿物及金属氧化物等，它们的比表面积大、吸附性强等特点，其中黏土矿物具有修复效果好、价格低廉且对环境友好的特点；有机钝化剂能改善土壤理化性质、提升土壤环境质量、提高农产品品质，如腐殖酸可以通过改变土壤理化性质来修复污染土壤。

目前已有的有机-无机钝化剂联用修复重金属污染农田土壤技术实现方案：如①60-80份硅钙钾镁肥、5-10份无水硫铝酸钙、5-15份明矾、10-15份碳酸钠复配用于修复镉污染农田土壤，通过将本发明的钝化剂施用至土壤中，不仅可以有效地钝化土壤中的重金属镉，修复重金属镉污染土壤，而且还可以在不影响在该重金属镉污染土壤中种植的作物产量的同时显著地降低该作物内的镉含量，但钙镁磷肥中的磷酸根离子与土壤中的钙、镁结合使土壤板结；②钙镁磷肥和秸秆灰组合形成的复合钝化剂用于修复碱性镉污染农田土壤，秸秆灰能改善土壤碱性环境，但在偏酸性土壤中使用受限，本发明的钝化药剂可有效降低农田土壤中重金属有效态含量，提高土壤修复程度和土壤肥力，钝化效果长效稳定，其制备方法简单高效，操作控制方便，产品质量稳定，利于工业化生产。

目前工程应用中的钝化剂大多为碱性钝化剂，通过提高土壤pH来降低重金属的有效态含量。但这种钝化剂对于中性或偏碱性的污染土壤作用效果较差。许多研究表明，用于治理酸性污染土壤的调理剂以提升土壤pH值为主，通过提高pH值来降低土壤中重金属的溶解度及增加土壤对重金属的吸附/固定来实现土壤重金属生物有效性的降低。中性及碱性土壤的理化性状与酸性土壤不同，不需要再进一步提高土壤pH值，因此，要实现中性及碱性土壤中重金属生物有效性的降低应发挥土壤对重金属的吸附/固定能力，其钝化机理就有别于酸性土壤。

钝化剂安全性较差，大多钝化剂是土壤中不存在的外源物质，过多的加入会影响土壤性质，尤其是碱性物质，加入过多可能会导致土壤板结，肥力降低等问题。因此，钝化剂选用前必需经过重金属风险性监测和评估，避免带来二次污染源。

土壤中重金属物质的复杂性、土壤空间的差异性使重金属修复工作异常复杂。添加单一钝化剂修复土壤对重金属污染农田的修复效果往往不理想，因此，将无机有机修复技术集成优化利用，是农田重金属污染健康修复技术的重点所在，选择有机无机联合钝化方案对重金属土壤进行修复，既有利于防控重金属污染风险，还能保证农产品安全和人类健康，促进循环农业的发展。

发明内容