CN106753383A - 一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂，以及其制备方法与应用。本发明按照以下重量成份制成：凹凸棒土50‑150份，钝化有效成分一20‑60份，钝化有效成分二0.5‑5份，拮抗剂成份5‑25份，去离子水150‑180份。本发明材料为农作物生长提供丰富的营养元素，促进水稻的生长，含有多种有效钝化成分，对多种重金属污染土壤类型都有较好的钝化效果，能明显降低农产品中重金属的含量。本发明对农田土壤不会产生二次污染，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于土壤重金属污染修复技术领域，特别涉及一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂，以及所述调理剂的制备方法。
背景技术
我国农田重金属污染土壤治理起步较晚，钝化处理技术还不成熟。现今的钝化剂主要是利用粘土矿物、石灰、有机质、磷酸盐等进行单一处理，上述各类方法处理导致土壤重金属的钝化效果受环境影响较大，处理土壤类型及重金属类型受限，单一的钝化材料的大量添加还会改变土壤的理化性质，影响植物的产量甚至正常生长。
凹凸棒土是一种天然粘土矿物，加入到环境中能改良土壤的理化性质，对环境、农作物无污染。其主要含有Mg、Si元素，还含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，可为农作物的生长提供营养元素。磷酸二氢钾，有效态磷、有效态钾对农作物生长见效快；其含有的磷酸根与重金属结合易形成难容的沉淀物；钙镁磷主要成分为磷酸钙、硅酸钙、硅酸镁，为农作物生长提供钙、镁等营养元素，加入到土壤中有缓释效果，磷酸根的存在为土壤重金属长期的稳定化提供保障；腐殖酸为农作物生长提供有机营养元素，腐殖酸当中的有效成分胡敏酸与重金属结合形成难溶的络合态，降低重金属的生物有效性。硫化锰、硫酸亚铁为农作物根系提供较好的还原性环境和一定量的S2+，促进重金属与硫离子结合成沉淀，亚铁离子的存在抑制农作物对重金属的吸附。
本发明将凹凸棒土、钝化有效成分一、钝化有效成分二、拮抗剂按照一定比例混合，为农作物生长提供丰富的营养元素，改良土壤的理化性质，添加的有效钝化成分包括磷酸根、硫离子、胡敏酸，呈现多元化，降低了单一有效成分钝化的风险性，为重金属复合污染类型土壤修复和降低农作物重金属含量提供保障。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂，其特征在于包括以下成分：凹凸棒土，钝化有效成分一，钝化有效成分二，拮抗剂。
优选地，以重量份计，包括以下成分组分与去离子水的组分：凹凸棒土50-150份，钝化有效成分一为20-60份，钝化有效成分二为0.5-5份，拮抗剂为5-25份，去离子水为150-180份。
优选地，钝化有效成分一为磷酸二氢钾、钙镁磷、腐殖酸当中的一种或多种混合。
优选地，钝化有效成份二为硫化锰或硫酸亚铁，其中硫化锰的纯度>98％。
优选地，拮抗剂为硫酸亚铁或氯化钙或磷酸钙或硫酸钙或氧化铁或氧化钙，其中硫酸亚铁纯度>97％。
优选地，所述凹凸棒土份数为100份，目数为100-200。
本发明还提供一种制备权利上述钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先对凹凸棒土进行高温活化；
(2)再将步骤(1)的凹凸棒土与钝化有效成分一混合，加去离子水进行搅拌，混匀后进行干燥、粉碎；
(3)将步骤(2)得到的混合物与钝化成分二、拮抗剂加入到搅拌机中进行搅拌，混合均匀，得到农田土壤重金属复合钝化材料，即所述的调理剂。
最好在步骤(1)中凹凸棒土的活化温度为250-350℃。
优选各成分的组分与去离子水的组分为凹凸棒土50-150份，钝化有效成分一20-60份，钝化有效成分二0.5-5份，拮抗剂为5-25份，去离子水150-180份或凹凸棒土份数为100份。
本发明钝化有效成份二硫化锰，优选如下：纯度>98％，厂家鞍山鑫科粉材制造有限公司生产。拮抗剂硫酸亚铁，优选如下：纯度>97％，厂家廊坊科瑞化工生产。
与现有技术相比，本发明所述的一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂及其制备方法达到了如下效果：将凹凸棒土、钝化有效成分一、钝化有效成分二、拮抗剂按照一定比例混合，为农作物生长提供丰富的营养元素，改良土壤的理化性质，添加的有效钝化成分包括磷酸根、硫离子、胡敏酸，呈现多元化，降低了单一有效成分钝化的风险性，为重金属复合污染类型土壤修复和降低农作物重金属含量提供保障，本发明取材安全环保，处理工艺简单，为农作物生长提供丰富的营养元素；将多种钝化有效成分与拮抗成分复配到一起，对钝化土壤重金属有叠加功能并且提供良好的修复环境；本发明对于处理多种重金属污染类型的土壤都有较好的修复效果，明显降低农产品重金属含量。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步说明本发明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
将100目的凹凸棒土在250℃的高温环境下活化2h，活化凹凸棒土与钝化有效成分一混合，再加入去离子水搅拌4h，干燥粉碎；再与钝化有效成分二和拮抗剂充分搅拌4h，混合均匀。材料重量份数为凹凸棒土50份，钝化有效成分一为60份，钝化有效成分二用硫化锰或硫酸亚铁为5份，拮抗剂用硫酸亚铁为25份，去离子水150份。
将钝化剂加入到镉、汞复合污染土壤中，钝化剂与土壤的质量比，钝化剂：土壤＝2:1000。将土与钝化剂混合均匀；加水至土壤含水率100％，让其在自然状态下蒸发，期间不断加水，保证土壤含水率不低于60％，持续时间30天。之后在该土壤中进行空心菜种植。待空心菜长大后进行重金属汞、镉含量测定和土壤中有效态汞和镉含量测定，结果见表1。
实施例2
将150目的凹凸棒土在270℃的高温环境下活化2h，活化凹凸棒土与钝化有效成分一混合，再加入去离子水搅拌4h，干燥粉碎；再与钝化有效成分二和拮抗剂充分搅拌4h，混合均匀。材料重量份数为凹凸棒土100份，钝化有效成分一为50份，钝化有效成分二用硫化锰为3份，拮抗剂用氯化钙为20份，去离子水160份。
钝化方案及空心菜种植流程如实施例1，待空心菜长大后进行重金属汞、镉含量测定和土壤中有效态汞和镉含量测定，结果见表1。
实施例3
将100目的凹凸棒土在270℃的高温环境下活化2h，活化凹凸棒土与钝化有效成分一混合，再加入去离子水搅拌，干燥粉碎；再与钝化有效成分二和拮抗剂充分搅拌4h，混合均匀。材料重量份数为凹凸棒土150份，钝化有效成分一为30份，钝化有效成分二用硫酸亚铁为1份，拮抗剂用磷酸钙为15份，去离子水170份。
钝化方案及空心菜种植流程如实施例1，待空心菜长大后进行重金属汞、镉含量测定和土壤中有效态汞和镉含量测定，结果见表1。
实施例4
将200目的凹凸棒土在270℃的高温环境下活化2h，活化凹凸棒土与钝化有效成分一混合，再加入去离子水搅拌4h，干燥粉碎；再与钝化有效成分二和拮抗剂充分搅拌4h，混合均匀。材料重量份数为凹凸棒土100份，钝化有效成分一为20份，钝化有效成分用硫化锰或硫酸亚铁二为0.5份，拮抗剂用硫酸钙或氧化铁为15份，去离子水180份。
钝化方案及空心菜种植流程如实施例1，待空心菜长大后进行重金属汞、镉含量测定和土壤中有效态汞和镉含量测定，结果见表1。
实施例5
将100目的凹凸棒土在270℃的高温环境下活化2h，活化凹凸棒土与钝化有效成分一混合，再加入去离子水搅拌4h，干燥粉碎；再与钝化有效成分二和拮抗剂充分搅拌4h，混合均匀。材料重量份数为凹凸棒土100份，钝化有效成分一为50份，钝化有效成分用硫化锰和硫酸亚铁二为2份，拮抗剂用磷酸钙和硫酸钙和氧化铁和氧化钙为5份，去离子水150份。
钝化方案及空心菜种植流程如实施例1，待空心菜长大后进行重金属汞、镉含量测定和土壤中有效态汞和镉含量测定，结果见表1。
实施例6
将100目的凹凸棒土在270℃的高温环境下活化2h，活化凹凸棒土与钝化有效成分一混合，再加入去离子水搅拌4h，干燥粉碎；再与钝化有效成分二和拮抗剂充分搅拌4h，混合均匀。材料重量份数为凹凸棒土100份，钝化有效成分一为40份，钝化有效成分用硫化锰或硫酸亚铁二为4份，拮抗剂用硫酸亚铁或氯化钙或磷酸钙或硫酸钙或氧化铁或氧化钙为20份，去离子水150份。
钝化方案及空心菜种植流程如实施例1，待空心菜长大后进行重金属汞、镉含量测定和土壤中有效态汞和镉含量测定，结果见表1。
表1.空心菜汞、镉含量测定和土壤中有效态镉、汞含量测定结果
与现有技术相比，上述实施例所述的一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂及其制备方法达到了如下效果：将凹凸棒土、钝化有效成分一、钝化有效成分二、拮抗剂按照一定比例混合，为农作物生长提供丰富的营养元素，改良土壤的理化性质，添加的有效钝化成分包括磷酸根、硫离子、胡敏酸，呈现多元化，降低了单一有效成分钝化的风险性，为重金属复合污染类型土壤修复和降低农作物重金属含量提供保障，本发明取材安全环保，处理工艺简单，为农作物生长提供丰富的营养元素；将多种钝化有效成分与拮抗成分复配到一起，对钝化土壤重金属有叠加功能并且提供良好的修复环境；本发明对于处理多种重金属污染类型的土壤都有较好的修复效果，明显降低农产品重金属含量。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除。
Claims (10)
1.一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂，其特征在于包括以下成分：
凹凸棒土，钝化有效成分一，钝化有效成分二，拮抗剂。
2.如权利要求1所述的调理剂，其特征在于以重量份计，包括以下成分组分与去离子水的组分：凹凸棒土50-150份，钝化有效成分一为20-60份，钝化有效成分二为0.5-5份，拮抗剂为5-25份，去离子水为150-180份。
3.如权利要求1所述的调理剂，其特征在于，钝化有效成分一为磷酸二氢钾、钙镁磷、腐殖酸当中的一种或多种混合。
4.如权利要求1所述的调理剂，其特征在于，钝化有效成份二为硫酸亚铁或硫化锰，其中硫化锰的纯度>98％。
5.如权利要求1所述的调理剂，其特征在于，拮抗剂为硫酸亚铁或氯化钙或磷酸钙或硫酸钙或氧化铁或氧化钙，其中硫酸亚铁的纯度>97％。
6.如权利要求1所述的调理剂，其特征在于，所述凹凸棒土份数为100份，目数为100-200。
7.制备权利要求1-6所述的任一种钝化农田重金属镉、汞复合污染土壤的调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先对凹凸棒土进行高温活化；
(2)再将步骤(1)的凹凸棒土与钝化有效成分一混合，加去离子水进行搅拌，混匀后进行干燥、粉碎；
(3)将步骤(2)得到的混合物与钝化成分二、拮抗剂加入到搅拌机中进行搅拌，混合均匀，得到农田土壤重金属复合钝化材料，即所述的调理剂。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于步骤(1)中凹凸棒土的活化温度为250-350℃。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于主要有效成分为权利要求1、3、4、5中的任何一种。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于各成分的组分与去离子水的组分如权利要求2或6中所述的组分数值。
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