[发明专利]一种混合型土壤调理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤调节材料领域，具体的提供了一种混合型土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

目前在中南地区重金属污染土壤进行原位化学固定修复研究中被科学家广泛使用的钝化剂主要有粘土矿物(膨润土、高岭土、海泡石、沸石等)、磷酸盐类(羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸、磷肥和骨炭等)、工业副产品(赤泥、飞灰、磷石膏等)、金属氧化物(铁氧化物、锰氧化物、铝氧化物等)、有机物(有机堆肥、禽畜粪便等)及微生物材料等，这些钝化剂中以粘土矿物、磷酸盐类、工业副产品为主的无机钝化修复剂在重金属污染土壤钝化修复中的应用最广泛。

但是这类钝化修复剂通常对重金属具有一定的选择性，对于不同的重金属，钝化修复剂的使用具有一定的针对性和选择性，如砷在土壤中的移动性主要受铁、铝氧化物控制、特别是铁氧化物，土壤中砷的固定大多采用含铁氧化物。此外，这些钝化修复剂在控制作物重金属积累的同时也产生了大量不可避免的副作用，其主要副作用为：本身含有一定量的重金属、大量施用会造成二次污染(如磷肥、有机肥等)；而且过多施用化学钝化修复剂对土壤pH的影响很大，对土壤其它理化性状和结构产生显著不良影响(如石灰材料及粘土类钝化修复剂)、造成土壤微量营养元素的缺乏并显著影响对其的吸收；用量过大、浪费较大、存在水体富营养化风险(磷酸盐)，后效维持时间短、影响其持续应用；铁硫酸盐在形成无定型氧化铁高效固定土壤中砷同时会导致土壤酸化，易活化镉、铅、铜；由于钝化过程并未改变重金属总量，只是通过各种作用暂时降低了重金属的有效形态，当环境条件(如pH、竞争离子、氧化还原电位等)发生改变时，被暂时钝化的重金属将会被重新活化为生物可以利用的形态，存在潜在的次生生态风险(石灰等碱性改良剂)，直接影响钝化修复剂的持续使用。此外，禽畜粪便等有机物中含有丰富的有机质、氮磷钾及钙、铁、镁、钠、锰等中微量元素，具有补充和平衡土壤养分的作用，长期施用可改善土壤理化性质，提高土壤肥力，在改良土壤环境方面效果较为突出；然而，有机物在重金属修复中还存在一些争议；一些研究表明，有机堆肥、禽兽粪便等有机物可以显著降低污染土壤中砷、镉、铅等的生物有效性含量，降低植物吸收，并可显著促进植物生长；另一些研究表明，禽畜粪便等的有机物质中因含有多种活性组分和功能团，能与重金属发生络合等作用，尤其是可溶性有机质的存在，往往对土壤中的重金属具有一定的活化作用，可能提高土壤重金属的有效性，并导致作物体内重金属含量增加甚至超标，进而通过食物链威胁人体健康。

在研究方法方面，研究以短期的化学试验及淋洗试验居多，而小区试验和田间试验相对缺乏；对于施用钝化修复剂的修复效应的稳定性和生态环境效应也缺乏必要的关注。对于复合污染土壤而言，单一的钝化修复剂很难达到修复应用的标准，两种或两种以上钝化材料联合施用在钝化效果、钝化的持久性、稳定性和减少不利影响等诸多方面表现出较好的优势。

目前，多数研究工作仍处于实验室研究阶段，实际工程应用方面仍然缺乏，需要从实际应用角度出发，开展工程应用的中试和示范工程研究，并对其修复效果及其生态环境效益进行跟踪评价，建立有关污染土壤原位化学固定修复工程实施技术规范。

综上所述，土壤原位钝化技术顺应这种发展趋势和现实需求，尤其针对目前我国大量存在的中低度重金属污染的农田而言，不仅能在保证农产品安全的前提下进行正常的农业生产，还可大大降低修复成本，从成本和时间上均能较好地满足重金属污染土壤的治理要求，具有较好的应用前景。一般来说，良好的土壤修复剂不仅能显著降低土壤中重金属的生物有效性，还能改良土壤性能、提高土壤肥力，使土壤质量的定向培育向着有利于农业生产可持续发展的良性循环方向发展。但至今为止，真正将钝化剂从实验室走向田间应用的超标农田重金属污染修复与改良的技术尚不多见，在改良剂产业化方面进展也很缓慢。在实际的应用中，应该考虑把不同类型的钝化修复剂联合使用，并致力于寻找合适的配比，互相取长补短，提高钝化效果，把联合使用钝化修复剂的经济效益和生态效益发挥到最大，是未来钝化修复研究的方向，具有广阔的发展前景。联合土壤钝化剂可提高单一钝化修复剂的效果和缩短钝化时间，不同类型的化学钝化修复剂合适的配比是化学钝化修复技术发展中亟需重点解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合型土壤调理剂及其制备方法，满足不同类型土壤的治理需求。