[发明专利]镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法

说明书

技术领域

本发明属于稻田土壤修复领域，具体涉及一种镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法。

背景技术

湖南是“有色金属之乡”，世界已发现的160多种矿藏中，湖南就有140多种，且多属贫杂系，使得湖南农田土壤重金属污染日趋严重，尤其镉污染突出。水稻是湖南乃至全国的主要粮食作物，但稻田中镉污染使水稻生长发育受阻，导致减产或绝收，更为严重的是有毒重金属通过食物链，构成对人类生命和健康的直接威胁。

目前湖南地区主要通过降低稻田土壤中镉活性来解决稻田镉污染问题，主要包括以下三种技术措施：施用石灰，提高土壤pH、降低稻田土壤镉活性，是简单、适用、低成本的方法，但存在石灰稳定性差、施用困难(影响身体健康)、石灰品质不稳定，影响土壤性质等问题；长期水淹管理，通过还原形成S^2-，与稻田土壤中的镉形成沉淀，能显著降低镉活性，但长期淹水，一方面有污水负面影响，另一方面还受水源条件、水利条件影响；施用活性硅肥，形成硅酸镉沉淀，比碱性石灰更稳定，但受活性硅材料影响，且成本相对较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，特别是针对现有治理方法中存在的药剂稳定性差、产生二次污染或成本过高的问题，提供一种药剂稳定性好、无二次污染且成本低廉的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法，包括以下步骤：

(1)准备多效镉钝化剂，多效镉钝化剂由以下质量分数的组分经研磨后混合而成：

海泡石：20％～25％，

赤泥：45％～50％，和

泥炭：28％～32％；

(2)将多效镉钝化剂施撒在镉污染稻田土壤中，翻耕均匀，使多效镉钝化剂与隔污染稻田土壤充分混合；

(3)对施加有多效镉钝化剂的镉污染稻田土壤进行灌水；

(4)灌水后，进行插秧，插秧后按水稻种植常规程序进行管理。

上述的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法中，优选的，所述多效镉钝化剂为颗粒状材料，颗粒粒度≤5.0mm的占90％以上。

上述的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法中，优选的，所述海泡石为天然粘土矿物海泡石，所述赤泥为废渣赤泥，所述泥炭为天然有机物泥炭。

上述的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法中，优选的，所述多效镉钝化剂的pH值为9.5～12.0。

上述的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法中，优选的，对于总Cd≤1mg/kg的中轻度镉污染稻田土壤，所述多效镉钝化剂的施用量为80kg/亩～200kg/亩；对于总Cd＞1mg/kg的重度镉污染稻田土壤，所述多效镉钝化剂的施用量为200kg/亩～400kg/亩。

上述的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法中，优选的，所述多效镉钝化剂施撒在稻田土壤耕作层表面以下20cm深的范围内。

上述的镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法中，优选的，所述步骤(4)中，灌进稻田土壤的水不外流。

本发明中，海泡石、赤泥、泥炭经研磨混合后所得多效镉钝化剂中的主要成分为SiO₂和CaO，经检测，按质量分数计，SiO₂为33％～40％，CaO为29％～38％。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明公开了一种用于湖南典型镉污染稻田土壤的实用型原位钝化修复方法。本方法通过添加多效镉钝化剂，提高稻田土壤的pH值，使稻田中的镉形成碳酸盐等难溶性化合物，以及通过粘土矿物的物理化学吸附、粘土矿物的层间结构离子的交换嵌合，来改变镉在稻田土壤中的存在形式，将镉污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式，从而降低土壤中镉有效性，实现对镉污染稻田的原位钝化修复。