[发明专利]砷镉复合污染土壤钝化剂及其制备方法和使用方法

说明书

本发明属于土壤污染治理领域，公开了一种砷镉复合污染土壤钝化修复剂及其制备方法和使用方法，利用蚯蚓粪丰富有机质，实现对镉的吸附和络合固定，利用零价铁在土壤中形成的铁（氢）氧化物，与砷发生吸附沉淀反应，从而实现砷镉的同步钝化。此外，蚯蚓粪能够显著提升土壤质量，可对砷镉复合污染土壤进行综合治理修复。一方面，强还原剂零价铁极易被氧化，形成无定形态铁（氢）氧化物，提供给砷镉更多的吸附位点；另一方面，蚯蚓粪提供给土壤更多有机质，增加阳离子交换量，提升土壤pH，有利于对镉的吸附固定、降低活性。此外，蚯蚓粪和铁也有部分结合，形成铁氧化物‑有机碳复合物，还有助于土壤固定碳，提升土壤质量。

技术领域

本发明属于土壤污染治理领域，特别涉及砷镉复合污染土壤钝化修复剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

我国南方矿产丰富，矿业活动频繁导致重金属污染严重。由于重金属多存在伴生现象，以及受大气沉降等影响，重金属多呈现复合污染的特点，其中土壤As、Cd复合污染常有报道。以稻田砷镉污染问题尤为突出，因水稻属于富集砷镉作物，人们通过膳食摄入砷镉，已严重危害人体健康。因此，土壤砷镉复合污染治理是当今土壤环境问题中急需解决的问题。

钝化修复是解决农田土壤重金属问题的重要修复方式，对于砷镉复合污染，由于砷在土壤中以阴离子形式存在，镉以阳离子形式存在，它们在土壤中的化学行为不一致，难以实现同时钝化。

以往的钝化技术中，用单一材料或同类型的多种材料均不能同时降低砷镉活性，往往镉活性降低，但砷活性却大大增加。研究表明，生物炭能够降低土壤滤出液中Cd达到300倍，但浸出液中As的浓度明显提高，说明生物炭提高了As的移动性。堆肥也能显著降低土壤Cd、Pb、Zn有效性，但同样增加了浸出液中As含量。多种材料组合施用是实现镉砷的同步钝化的重要策略，而其材料的筛选是其关键步骤。

然而，以往的钝化修复技术重点关注重（类）金属活性的降低情况，往往忽视了修复材料对土壤基本性状的影响。研究表明，有机-无机材料复配，不仅能降低重金属活性，还能改善土壤性状。例如一些堆肥产品和无机化合物的复配，像猪粪和堆肥分别与熟石灰进行混合施用，能显著降低土壤的生态毒性，混合施用在钝化重金属的同时，猪粪和堆肥又能提供大量的植物必需元素，提高了土壤质量，促进植物生长。

综上所述，针对土壤砷镉复合污染问题突出的现状，以及现有修复技术难以实现同步钝化、以及对土壤质量性状考虑不全的缺陷，需要开发一种新砷镉复合污染土壤的钝化技术。

发明内容

本发明的目的之一是解决现有技术中所存在的问题，提供一种有机无机复配的钝化材料，能够有效同步钝化土壤中砷镉，同时提升土壤质量的一种有效的综合的修复剂及制备方法和使用方法。

为解决上述问题，采取如下技术方案：

砷镉复合污染土壤钝化修复剂，包括比重为45％～50％的蚯蚓粪和比重50％～55％的零价铁粉；其中，蚯蚓粪的粒径＜2mm，零价铁粉的粒径＜2mm。

所述蚯蚓粪的粒径与零价铁粉的粒径一致。

砷镉复合污染土壤钝化修复剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，使用纯牛粪养殖蚯蚓，养殖30天后，先将蚯蚓与牛粪残渣分离，然后将蚯蚓粪与牛粪残渣分离；最后将分离出的蚯蚓粪摊薄待处理，其摊薄层厚度不大于2cm；

步骤二，将收集到的蚯蚓粪进行风干后粉碎处理后进行研磨，然后过10目筛得到蚯蚓粪颗粒，控制蚯蚓粪颗粒的粒径＜2mm；有利于与零价铁充分混匀，同时保证了与土壤有更大的接触面积，促进材料与砷镉元素的结合。

步骤三，将零价铁研磨后过10目筛，控制零价铁的粒径＜2mm得到零价铁颗粒；确保零价铁颗粒的粒径与蚯蚓粪的粒径保持一致；以保证两者混合的均匀，利于对砷镉同步固定。