[发明专利]用于农田重金属复合污染土壤修复钝化剂及其制备、使用方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种农田重金属复合污染土壤修复钝化剂及其制备、使用方法。

背景技术

根据我国环保部和国土资源部2014年联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》表明，全国土壤环境状况总体不容乐观，污染土壤以重金属为主，主要为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种重金属。根据农业部调查显示，我国重金属污染的土地约占污染土地总面积的64.8％，其中严重污染面积约占8.4％，中浓度面积占9.7％，轻度污染面积占46.7％。在重金属污染农田土地中，以Cd污染最为严重，其次Pb、Cr、Cu、As污染情况也较为严重。农田土壤污染问题往往以某一重金属污染为主，并同时存在着其他多种重金属污染，即复合污染问题，已成为当前我国环保领域急需解决的重大问题之一。

对于农田重金属复合污染土壤进行修复的技术手段主要包含有客土改良、化学钝化修复及植物萃取修复技术等。

第一，客土改良技术：在治理农田重金属污染土壤时，客土改良法可以通过3种途径方法来实施：一是挖去污染表土，然后覆盖未受污染的客土，即通常所说的换土法；二是直接在污染表土上覆盖一定厚度的未受污染客土，并在覆盖客土前将原表层土壤压实，即重新构建一个新的、未受污染的表层；三是在覆盖客土后将其与原来的表层土壤通过翻耕等方法混匀，以降低表层土壤的重金属浓度，使其达到临界值以下。客土改良技术对重金属污染重、面积小的农田，特别是设施农业局部大棚土壤重金属污染具有非常明显的修复效果，不受外界条件限制，治理效果彻底；但工程耗费较大，需要大量人力、物力、治理成本高，与此同时容易造成土壤肥力和生产力的降低，甚至产生“二次污染”。

第二，化学钝化修复：化学钝化修复是基于以降低污染风险为目的，通过向土壤中加入稳定化剂，以调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质，使其产生吸附、络合、沉淀、离子交换和氧化还原等一系列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，从而减少重金属元素对动植物的毒性。这种修复方法因投入低、修复快速、操作简单等特点，对大面积中低度土壤污染的修复具有较好的优越性，能更好地满足当前我国治理土壤中重金属污染以及保障农产品安全生产的迫切要求。

第三，植物修复技术：利用植物对土壤中的污染物进行固定、吸收、挥发等作用，以清除土壤环境中的污染物或使其有害性得以降低或消失。但植物修复存在修复周期长；植物修复受到土壤类型、温度、湿度和营养等环境条件的限制缺点。

上述三种方法中，化学钝化修复技术具有费用低、修复时间短、可处理多种复合重金属污染、易操作等优点，是目前重金属污染土壤修复最常用的方法。但目前的化学钝化药剂多针对单一重金属污染土壤，而对重金属复合污染土壤的钝化效果不理想，成本高，甚至存在二次污染等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对农田重金属复合污染土壤修复效率高，成本低廉、对耕地质量影响小的钝化剂，以解决传统钝化剂和生物质炭在农田土壤修复过程中的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术手段是提供了一种农田重金属复合污染土壤修复钝化剂，该钝化剂包括以下质量份的组分：改性生物质炭2～10份，重过磷酸钙1～2份。

优选的，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，包括以下质量份的组分：改性生物质炭3～5份，重过磷酸钙1份。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述改性生物质炭由以下方法制备得到：

生物质经热解、粉碎、过筛，得生物质炭，生物质炭经酸碱改性或紫外光辐照改性，即得改性生物质炭。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述生物质为核桃壳、玉米芯、椰壳、秸秆、锯末中的至少一种。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述热解在隔绝空气或氮气气氛条件下进行。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述热解的温度为300～700℃。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述热解的时间为1～2h。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述过筛为过20目筛。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述生物质炭的碳含量为75％～90％。

其中，上述所述的农田重金属复合污染土壤修复钝化剂中，所述酸碱改性的操作为：采用硫酸或氢氧化钠溶液浸泡生物质炭1～2h，随后采用清水冲洗至生物质炭pH值恒定，烘干备用。