一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用 |
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| 申请号 | CN201611022945.9 | 申请日 | 2016-11-21 | 公开(公告)号 | CN106675563A | 公开(公告)日 | 2017-05-17 |
| 申请人 | 陈雪华; | 发明人 | 谭巍; 陈雪华; 任立娜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及重金属污染 土壤 原位修复技术领域，具体公开了一种重金属污染 土壤修复 剂及其制备方法和应用。本发明所述重金属污染土壤修复剂由白 云 石25‑40%、三 硅 酸镁30‑50%、 磷酸 二氢 钾 10‑15%、蛭石3‑5%和 钙 基 膨润土 10‑15%构成。针对不同的施用环境，可选择不同的产品形态。试验结果表明，本发明的土壤修复剂配方合理，施用简单，不存在二次污染的 风 险；具有降低农产品中镉和铅的含量、降低土壤中 生物 有效态镉和铅的含量、调节 土壤酸 碱 度 和提高土壤肥 力 等多种功效。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于，由按质量百分比计的如下组分构成：白云石25-40%，三硅酸镁30-50%，磷酸二氢钾10-15%，蛭石3-5%和钙基膨润土10-15%。 |
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| 说明书全文 | 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用技术领域背景技术[0002] 根据2014年环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报》，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8 种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、铅、汞、砷4中无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。 [0003] 土壤中重金属的富集会对植物以及人类健康造成危害，土壤重金属污染源主要有灌溉、农药和肥料施用以及污染物的大气沉降等。镉和铅是毒性极强的积累性的环境污染物，会在人体内积累，从而造成急性和慢性中毒，而且对哺乳动物具有较强的致癌、致畸和致突变作用。 [0004] 目前，土壤重金属污染修复技术常用有物理修复法、生物工程法、化学修复法等，物理修复法主要包括客土、翻土、吸附固定、电动力修复法等，其存在异地污染、工程大，投资大等问题，对于大面积的耕地污染不适用；生物工程法包括微生物、植物修复法等，受修复周期长、生物量小和植物种类少等问题限制，一时难以推广应用；化学法包括淋溶、络合浸提、原位化学修复等方法等。在众多修复剂技术中，原位化学修复被认为是一种行之有效且成本较低的方法，该技术的关键在于选择合适的化学修复药剂，传统的修复药剂主要以石灰、磷酸盐和生物固体为主，修复机理单一，易受环境pH值变化的影响，处理效果并不突出。 发明内容[0005] 本发明的目的是针对已有重金属污染土壤原位修复剂技术的不足，提供一种高效的重金属污染土壤原位修复剂，同时提供上述重金属污染土壤原位修复剂的制备方法和应用。 [0006] 本发明采用的技术方案是：一种重金属污染土壤修复剂，由按质量百分比计的如下组分构成：白云石25-40%，三硅酸镁30-50%，磷酸二氢钾10-15%，蛭石3-5%和钙基膨润土10-15%。 [0007] 上述的重金属污染土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按上述质量百分比分别称取各原料； （2）将白云石粉碎后进行煅烧； （3）将三硅酸镁、磷酸二氢钾、蛭石和钙基膨润土研磨均匀，并加入煅烧后的白云石进行搅拌，搅拌均匀后直接装包或压缩造粒装包。 [0008] 进一步地，白云石粉碎后的粒径为0.1-0.3mm。 [0009] 进一步地，煅烧温度为700-900℃，煅烧时间为3-4h。 [0010] 进一步地，三硅酸镁、磷酸二氢钾、蛭石和钙基膨润土研磨后的粒径为0.05-0.3mm。 [0011] 上述重金属污染土壤修复剂在土壤修复中的应用，包括如下步骤：在重金属污染土壤中施加上述重金属污染土壤修复剂，翻地混合均匀，修复剂用量根据污染程度调整，修复剂用量优选100 300千克/亩，施用修复剂10 20天后进行栽种。 ~ ~ [0012] 本发明的有益效果在于：本发明的重金属污染土壤修复剂的主要成分为天然矿物质，无二次污染；配方成分搭配合理，各组分能够协同发挥作用，充分利用重金属离子的代偿性和同价可替代性、矿物质晶格层间吸附、表面络合、和形成沉淀等方式固化重金属，能够有效降低土壤中重金属离子的迁移能力和生物有效性，从而降低农产品中重金属含量。 [0014] 本发明的重金属污染土壤修复剂产品形态多样化，针对不同的施用环境，可选择颗粒状或者粉末状修复剂。例如针对重金属污染的农田土壤修复，可选择颗粒状修复剂，有效的解决了施用过程中的扬尘问题。 具体实施方式[0015] 下面将通过具体实例对本发明做进一步的说明。 [0016] 实施例1盆栽试验 一种重金属污染土壤修复剂，各成分质量百分比如下： 原料 质量百分比（%） 白云石 35 三硅酸镁 40 磷酸二氢钾 10 蛭石 5 钙基膨润土 10 上述重金属污染土壤修复剂，其制备方法如下： （1）按上表中的质量百分比分别称取各原料； （2）对白云石矿石进行粉碎，粉碎后过0.3mm的筛子，然后进行煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为4h，备用； （3）对三硅酸镁、磷酸二氢钾、蛭石和钙基膨润土进行研磨，研磨后过0.3mm的筛子，备用； （4）将上述制备的原料按照比例搅拌，搅拌均匀后压制成外表有粗糙螺纹的颗粒，即制成重金属污染土壤修复剂。 [0017] 试验设计：本实施例采用盆栽试验，土壤取自湖南省湘潭县，土壤样品采自耕作层，采样深度为0-20cm，土壤pH值约为6.2，盆栽桶样采用聚乙烯（PE）材质，桶内土壤样品表面积为0.4m2，深度为20cm。试验设置三个处理：（1）CK，不施用重金属污染土壤修复剂（编号1）；（2）施用本发明土壤修复剂150千克/亩（编号2）；（3）施用本发明土壤修复剂200千克/亩（编号3）；以比较本发明重金属污染土壤修复剂的效果。每个处理重复三次，随机分组排列，水稻品种选用Y两优9918。 [0018] 产品施用方法：将本发明重金属土壤修复剂均匀撒在土壤样品表面，然后充分搅拌，静置15天后插秧，试验期间栽培管理措施与田间管理一致。 [0019] 检测项目和方法：土壤中有效态镉和铅根据 《土壤质量 有效态铅和镉的测定》GB/T 23739-2009，糙米中的铅根据《食品中铅的测定》GB 5009.12-2010，糙米中的镉根据《食品中镉的测定》GB 5009.15-2014。 [0020] 试验结果表明，与空白对照CK相比，施用本发明重金属污染土壤修复剂能够降低土壤中有效态镉和铅的含量，同时能够降低稻米中镉和铅的含量。施用150千克/亩本发明重金属污染土壤修复剂，土壤中有效态镉和有效态铅含量分别降低了62.4%和33.1%；大米中镉和铅的含量分别降低了52.8%和34.8%。施用200千克/亩本发明重金属污染土壤修复剂，土壤中有效态镉和有效态铅含量分别降低了63.2%和36.8%；大米中镉和铅的含量分别降低了55.6%和39.1%。施用本发明所述重金属污染土壤修复剂的情况下稻米中镉和铅的含量都低于国标限值。 [0021] 实施例2一种重金属污染土壤修复剂，各成分质量百分比如下： 原料 质量百分比（%） 白云石 30 三硅酸镁 45 磷酸二氢钾 15 蛭石 5 钙基膨润土 5 上述重金属污染土壤修复剂，其制备方法与实施例1相同。 [0022] 本实施例采用田间小区试验，试验地点在湖南省冷水江市，试验设置3个处理，（1）CK，不施用修复剂（编号4）；（2）施用本发明修复剂150千克/亩（编号5）；（3）施用本发明修复剂200千克/亩（编号6）；三次重复，随机区组排列。每个水稻种植小区面积为22.5m2（4.5m×5m），每个处理间用0.3m宽的厚塑料农膜包裹的田埂（埋深0.4m）隔开。水稻品种选用Y两优 9918，施肥水平与其他田间管理措施，各处理的完全一致。 [0023] 产品施用方法：将本发明重金属土壤修复剂均匀撒施在试验田中，然后进行犁田和耙田工作，二十天后插秧。 [0024] 检测项目和方法与实施例1相同。 [0025] 试验结果表明：与空白对照CK相比，施用150千克/亩本发明重金属污染土壤修复剂，土壤中有效态镉和有效态铅含量分别降低了68.4%和30.1%；大米中镉和铅的含量分别降低了73.1%和47.6%，水稻产量增产3.6%。施用200千克/亩本发明重金属污染土壤修复剂，土壤中有效态镉和有效态铅含量分别降低了69.1%和32.7%；大米中镉和铅的含量分别降低了80.8%和57.1%，水稻增产4.8%。施用本发明所述重金属污染土壤修复剂的情况下稻米中镉和铅的含量都低于国标限值。 |
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