[发明专利]一种土壤中重金属镉污染的钝化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于土壤重金属污染治理与修复技术领域，本发明公开了一种土壤中重金属镉污染的钝化剂及其制备方法与应用。本发明将方解石粉末、石灰、陶瓷废料和钢渣制备得到钝化剂。供试土壤经本发明所述钝化剂处理后10个月，土壤中有效态重金属镉含量降低了29.3～29.4％。即本发明所得钝化剂钝化镉的效果优异。并且本发明所述钝化剂在处理土壤时无需特定的环境条件，可以进行原位处理，减少了人工和成本。本发明还提供了所述土壤中重金属镉污染的钝化剂的制备方法，所述制备工艺简单，无需采用大型设备，仅通过煅烧即可完成钝化剂的制备，减少了能耗。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染治理与修复技术领域，尤其涉及一种土壤中重金属镉污染的钝化剂及其制备方法与应用。

背景技术

二十世纪初，镉矿被大量开采出来用于电镀防止钢材生锈，二十世纪七十年代开始，镉被广泛应用于冶炼、电池、化学和核工业，生产过程中排出的废水、废气和废渣都含有大量的镉元素。含镉的各类媒介通过大气、水体和土壤等途径扩散到工业生产的周边地区，形成镉富集土壤的热点地区，对当地的生态环境及人体健康造成威胁。因此，由于采矿、生产、冶炼等自然和人为活动以及在农业中不适当地施用化肥导致的农田镉污染日益严重，极大地影响了农作物的生长。镉由于具有毒性大、不可降解、易被生物富集等特点，因此能够对生物和人类造成严重的威胁，大量的研究表明，镉是肾毒性物质，并且对肾脏有较大的损害。

现有的化学钝化剂的材料可分为有机类和无机类。有机类的包括壳聚糖、活性污泥、禽畜粪便和农业废料等，无机类钝化剂包括各种(粘土)矿物和工业炉渣等。上述钝化剂虽然都能在一定程度上起到固定重金属的效果，但也都存在一些缺点，如价格昂贵且制备复杂(壳聚糖)、本身含有重金属等有害物质(活性污泥、禽畜粪便、工业炉渣)、运输费用高(农业废料)、原始材料固定效果差(粘土矿物)及适用范围窄等。中国发明专利CN112322304A公开了一种用于土壤重金属污染治理的钝化剂及钝化方法，该技术需要添加化学试剂，造成了环境污染和资源浪费。中国发明专利CN108659846A公开了建筑垃圾基钝化剂对土壤重金属镉的钝化方法，虽然该技术采用了建筑垃圾作为钝化剂的成分，节约了资源，但最终所得钝化剂的钝化效果并不好，同时该钝化剂在施用时需要使得土壤水分达到40％以上，极易造成土壤中营养物质的流失。中国发明专利CN106867945A公开了一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂及其制备、用途，由于微生物对生长环境要求严格，所以该技术的运用需要结合特定的条件，不适合大范围的使用。因此，研究一种钝化效果优异、稳定性好、制备工艺简单、对环境不会产生影响、节约资源且适于大范围应用的钝化剂成为本领域亟需。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种土壤中重金属镉污染的钝化剂及其制备方法与应用，以解决现有的钝化剂存在的污染环境、浪费资源、施用的条件苛刻且钝化效果差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种土壤中重金属镉污染的钝化剂，包括如下重量份数的原料：

方解石粉末          110～130份

石灰                100～120份

陶瓷废料            110～140份

钢渣                90～110份。

作为优选，所述方解石粉末的粒径为6～10μm，方解石中碳酸钙的含量为90～95％。

作为优选，所述石灰为熟石灰，石灰的粒径为5～6μm，石灰中氧化镁的含量≤3％。

作为优选，所述陶瓷废料的粒径为2～5μm，钢渣的粒径为2～4μm。

本发明还提供了所述土壤中重金属镉污染的钝化剂的制备方法，包括如下步骤：