[发明专利]一种土壤重金属复合稳定剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，主要涉及到一种土壤重金属复合稳定剂及其使用方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存活动的基础，然而环境污染和生态破坏日益严峻，云南曲靖铬渣非法倾倒、镉大米事件、血铅事件等等由重金属污染带来的危害近年来常见诸报道，土壤重金属污染已经成为土壤污染中倍受关注的公共问题之一。

常见的重金属污染土壤修复技术主要有物理、化学、生物、农业调控等几大类方法。其中，化学钝化/固定技术具有适用性广、处理量大、见效快、效果显著等特点，因而得到广泛的运用。目前，常用作重金属钝化剂/稳定剂的材料有天然粘土矿物、有机质、含磷物质、石灰等，通过调节和改变重金属在土壤中的物化性质和形态，利用吸附、沉淀、离子交换、螯合/络合等原理，将土壤中的重金属稳定固化下来，从而减轻重金属的生物有效性。但是，钝化技术仍存在以下问题：(1)天然粘土矿物对重金属的稳定效果稍弱；(2)含磷物质具有一定的选择性，对土壤中不同重金属的钝化效果不同；(3)二次污染问题，例如含磷物质的过多添加容易引起磷的流失，带来二次污染；石灰的大量使用造成土壤板结，破坏原始理化性质等。

因此，治理重金属复合污染土壤需选择对各目标污染物均有效的钝化剂，根据不同的钝化剂对重金属的钝化效果和机理可以通过对多种材料进行复配来强化单一钝化材料的钝化作用，并降低二次污染的环境风险。

大量研究表明，往受污染的土壤中添加有机质可以用来钝化土壤中的重金属。常用的有绿肥、褐煤、养殖粪物、有机堆肥、草炭和作物秸秆等。作为有效的重金属络合剂，有机物质可以通过形成不溶性金属-有机复合物、增加土壤阳离子交换量(CEC)，降低土壤中重金属的水溶态及可交换态组分，从而降低其植物有效性。菌渣(食用菌栽培后剩余的培养基)和天然腐熟牛粪中富含有机质、氮、磷、钾等营养成分，还具有数量庞大的微生物群落，在菌渣和腐熟牛粪的表面存在着大量羧基、羟基、磷酰基、酚基等活性基团，具有强烈的亲水性、吸附性、离子交换性等，能与土壤中活跃态重金属离子发生离子交换、吸附、络合等反应，从而降低重金属离子的生物有效性。菌渣作为一种农业固体废物，制造与应用成本相对低廉，且来源广泛，在重金属污染土壤治理方面具有较大的应用潜力。

过磷酸钙和硫酸铵也是目前最常见的磷肥和氮肥。含磷物质钝化重金属的机理在于磷可通过与重金属发生离子交换、吸附、沉淀/共沉淀，甚至形成磷氯铅矿类矿物等多种形式降低土壤Pb的移动性和生物有效性。硫酸铵作为一种铵态氮肥，农业上常用来调节土壤pH，可利用其富含的活性基团(氨基)作为配位体与重金属元素Zn、Mn、Cu、Fe等络合或螯合以减弱土壤中重金属的生物有效性。

近年来，我国的食用菌栽培越来越广泛化、规模化，其集中规模化生产的结果即是造成采摘之后的食用菌菌渣被大量废弃，其处理已经成为一道难题，并造成不容忽视的环境问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤重金属复合稳定剂，实现了将有机质、磷肥和氮肥结合作为稳定剂用于重金属污染土壤的治理和生态恢复，既可以将土壤中的重金属钝化稳定，又可以达到沃土的作用，尽可能减少对土壤性质的破坏，有利于土壤的再利用。同时，还能降低修复成本，实现了固体废弃物的资源化利用，达到“以废治废”的双赢目的。本发明的目的之二在于提供土壤重金属复合稳定剂的使用方法，针对本发明所提供的土壤重金属复合稳定剂进行多次试验，找到土壤重金属复合稳定剂合理的使用剂量，从而保证应用最少的使用量达到最好的处理受到重金属污染的土壤，实现自然资源的合理利用。

为了实现上述目的和一些其他目的，本发明提供的技术方案是：

一种土壤重金属复合稳定剂，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：有机物质50-80％，磷肥16-40％以及氮肥4-16％。

优选的是，按质量百分比计，包括以下组分：有机物质80％，磷肥16％以及氮肥4％。

优选的是，所述有机物质为天然腐熟牛粪或菌渣中的任一种，所述磷肥为过磷酸钙，所述氮肥为硫酸铵。

优选的是，所述腐熟牛粪为将自然情况下的牛粪腐熟，风干粉碎后过20目筛，备用。

优选的是，所述菌渣为将食用菌栽培后剩下的培养基调节含水量为55％，保持均匀疏松，在70～80℃条件下堆肥发酵处理，风干后混匀所述堆肥并粉碎过40目筛，备用。

一种土壤重金属复合稳定剂的使用方法，其特征在于，将所述土壤重金属复合稳定剂与受重金属污染的土壤按质量比1∶5～8混合均匀处理15天。