[发明专利]一种蔬菜地重金属污染土壤复合钝化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种蔬菜地重金属污染土壤复合钝化剂及其制备方法和应用，其制备方法包括：(1)将含铁污泥与纳米羟基磷灰石、改性木质素、木质素磺酸盐、粉煤灰进行湿法造粒；(2)将预制颗粒放入高温烧结炉中，通入高纯氮气，并维持氮气压力20‑50Pa，以3‑5℃/min升温至980‑1050℃，保温0.5‑1h；(3)然后将烧结后的颗粒物以5‑10℃/min快速升温至1200‑1400℃恒温烧结1‑2h，然后冷却至200℃以下出炉，制得多孔化的土壤复合钝化剂。本发明先采用湿法进行制粒，然后采用二次高温烧结的方式制备的土壤复合钝化剂，可有效提高了对土壤中重金属的固定效果，且降低了作物对重金属的吸收，增强农产品的安全；且其操作工艺更简单，制备成本低廉。

技术领域

本发明涉及土壤重金属治理技术领域，尤其涉及一种蔬菜地重金属污染土壤复合钝化剂及 其制备方法和应用。

背景技术

土壤是人类赖以生存和发展的基础，是全球生态系统中不可或缺的自然资源之一，与农业 生产、生态环境健康及人类可持续发展息息相关。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质 种类、数量的增加，从工、农、生活中排放出来的重金属不断加多，土壤重金属污染日益严重。 土壤中重金属通过迁移和转化，不仅危害农作物生长，同时危害动物以及人类的健康。据我国 农业部进行的全国污灌区调查，在约140万hm2的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积 占污水灌区面积的64.8％，其中轻度污染的占46.7％，中度污染的占9.7％，严重污染的占8.4％。 因此，目前我国土壤重金属污染比较严重，需要对污染土壤进行修复。

目前，针对固体废弃物中重金属的固化处置技术已经较为成熟，对固化剂的研究除了常规 的固化剂如水泥、沥青、玻璃、塑料等。这类固化剂对重金属的固化效果较好，然而对于普通 蔬菜地里日益增加的重金属略显鞭长莫及。而化学修复方式因其简单易行、反应速度快，逐渐 得到学者的青睐。因此，通过向蔬菜地土壤中投放相应钝化剂以达到固化重金属目的是一种可 行的土壤修复技术。

目前，针对固体废弃物中重金属的固化处置技术已经较为成熟，对固化剂的研究除了常规 的固化剂如水泥、沥青、玻璃、塑料等。这类固化剂对重金属的固化效果较好，然而对于普通 蔬菜地里日益增加的重金属略显鞭长莫及。而化学修复方式因其简单易行、反应速度快，逐渐 得到学者的青睐。因此，通过向蔬菜地土壤中投放相应钝化剂以达到固化重金属目的是一种可 行的土壤修复技术。

发明内容

本发明为解决现有蔬菜地土壤存在重金属污染的问题，提出一种蔬菜地重金属污染土壤复 合钝化剂及其制备方法和应用，能够有效提高对土壤中重金属的固定效果，降低作物对重金属 的吸收，增强农产品的安全。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种蔬菜地重金属污染土壤复合钝化剂的制备方法，包括步 骤：

(1)将含铁量大于25％的含铁污泥与纳米羟基磷灰石、改性木质素、木质素磺酸盐、粉煤灰 进行湿法造粒，得直径范围为5-10mm的预制颗粒；

(2)将预制颗粒放入高温烧结炉中，通入高纯氮气，并维持炉膛内氮气压力20-50Pa，先以 3-5℃/min升温至980-1050℃，保温0.5-1h，进行一次烧结；

(3)然后将经一次烧结后的颗粒物以5-10℃/min快速升温至1200-1400℃恒温烧结1-2h，， 进行二次烧结，然后冷却至200℃以下出炉，制得多孔化的土壤复合钝化剂。

进一步地，步骤(1)中所述含铁污泥为有机物废水经芬顿工艺处理后的沉淀污泥，所述 沉淀污泥的固含量为50-60％，固相物中铁含量为32-58％，碳粉含量为10-15％。

进一步优选地，所述含铁污泥固相物中的主要成份为Fe(OH)2、Fe(OH)3和Fe2O3，同时 包含一定量的有机物、碳粉和少量杂质。