本發(fā)明涉及重金屬污染土壤原位修復(fù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體公開了一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：根據(jù)2014年環(huán)境保護(hù)部和國土資源部公布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》，全國土壤總的超標(biāo)率為16.1%，污染類型以無機(jī)型為主，有機(jī)型次之，復(fù)合型污染比重較小，無機(jī)污染物超標(biāo)點位數(shù)占全部超標(biāo)點位的82.8%。鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機(jī)污染物點位超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方，長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大；鎘、鉛、汞、砷4中無機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢。土壤中重金屬的富集會對植物以及人類健康造成危害，土壤重金屬污染源主要有灌溉、農(nóng)藥和肥料施用以及污染物的大氣沉降等。鎘和鉛是毒性極強(qiáng)的積累性的環(huán)境污染物，會在人體內(nèi)積累，從而造成急性和慢性中毒，而且對哺乳動物具有較強(qiáng)的致癌、致畸和致突變作用。目前，土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)常用有物理修復(fù)法、生物工程法、化學(xué)修復(fù)法等，物理修復(fù)法主要包括客土、翻土、吸附固定、電動力修復(fù)法等，其存在異地污染、工程大，投資大等問題，對于大面積的耕地污染不適用；生物工程法包括微生物、植物修復(fù)法等，受修復(fù)周期長、生物量小和植物種類少等問題限制，一時難以推廣應(yīng)用；化學(xué)法包括淋溶、絡(luò)合浸提、原位化學(xué)修復(fù)等方法等。在眾多修復(fù)劑技術(shù)中，原位化學(xué)修復(fù)被認(rèn)為是一種行之有效且成本較低的方法，該技術(shù)的關(guān)鍵在于選擇合適的化學(xué)修復(fù)藥劑，傳統(tǒng)的修復(fù)藥劑主要以石灰、磷酸鹽和生物固體為主，修復(fù)機(jī)理單一，易受環(huán)境pH值變化的影響，處理效果并不突出。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對已有重金屬污染土壤原位修復(fù)劑技術(shù)的不足，提供一種高效的重金屬污染土壤原位修復(fù)劑，同時提供上述重金屬污染土壤原位修復(fù)劑的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，由按質(zhì)量百分比計的如下組分構(gòu)成：白云石25-40%，三硅酸鎂30-50%，磷酸二氫鉀10-15%，蛭石3-5%和鈣基膨潤土10-15%。上述的重金屬污染土壤修復(fù)劑的制備方法，包括如下步驟：（1）按上述質(zhì)量百分比分別稱取各原料；（2）將白云石粉碎后進(jìn)行煅燒；（3）將三硅酸鎂、磷酸二氫鉀、蛭石和鈣基膨潤土研磨均勻，并加入煅燒后的白云石進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后直接裝包或壓縮造粒裝包。進(jìn)一步地，白云石粉碎后的粒徑為0.1-0.3mm。進(jìn)一步地，煅燒溫度為700-900℃，煅燒時間為3-4h。進(jìn)一步地，三硅酸鎂、磷酸二氫鉀、蛭石和鈣基膨潤土研磨后的粒徑為0.05-0.3mm。上述重金屬污染土壤修復(fù)劑在土壤修復(fù)中的應(yīng)用，包括如下步驟：在重金屬污染土壤中施加上述重金屬污染土壤修復(fù)劑，翻地混合均勻，修復(fù)劑用量根據(jù)污染程度調(diào)整，修復(fù)劑用量優(yōu)選100~300千克/畝，施用修復(fù)劑10~20天后進(jìn)行栽種。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的重金屬污染土壤修復(fù)劑的主要成分為天然礦物質(zhì)，無二次污染；配方成分搭配合理，各組分能夠協(xié)同發(fā)揮作用，充分利用重金屬離子的代償性和同價可替代性、礦物質(zhì)晶格層間吸附、表面絡(luò)合、和形成沉淀等方式固化重金屬，能夠有效降低土壤中重金屬離子的遷移能力和生物有效性，從而降低農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量。本發(fā)明不僅具有固化土壤中重金屬的功能，而且還能及時為土壤補(bǔ)充養(yǎng)分，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。本發(fā)明的重金屬污染土壤修復(fù)劑產(chǎn)品形態(tài)多樣化，針對不同的施用環(huán)境，可選擇顆粒狀或者粉末狀修復(fù)劑。例如針對重金屬污染的農(nóng)田土壤修復(fù)，可選擇顆粒狀修復(fù)劑，有效的解決了施用過程中的揚塵問題。具體實施方式下面將通過具體實例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實施例1盆栽試驗一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，各成分質(zhì)量百分比如下：原料質(zhì)量百分比（%）白云石35三硅酸鎂40磷酸二氫鉀10蛭石5鈣基膨潤土10上述重金屬污染土壤修復(fù)劑，其制備方法如下：（1）按上表中的質(zhì)量百分比分別稱取各原料；（2）對白云石礦石進(jìn)行粉碎，粉碎后過0.3mm的篩子，然后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為800℃，煅燒時間為4h，備用；（3）對三硅酸鎂、磷酸二氫鉀、蛭石和鈣基膨潤土進(jìn)行研磨，研磨后過0.3mm的篩子，備用；（4）將上述制備的原料按照比例攪拌，攪拌均勻后壓制成外表有粗糙螺紋的顆粒，即制成重金屬污染土壤修復(fù)劑。試驗設(shè)計：本實施例采用盆栽試驗，土壤取自湖南省湘潭縣，土壤樣品采自耕作層，采樣深度為0-20cm，土壤pH值約為6.2，盆栽桶樣采用聚乙烯（PE）材質(zhì)，桶內(nèi)土壤樣品表面積為0.4m2，深度為20cm。試驗設(shè)置三個處理：（1）CK，不施用重金屬污染土壤修復(fù)劑（編號1）；（2）施用本發(fā)明土壤修復(fù)劑150千克/畝（編號2）；（3）施用本發(fā)明土壤修復(fù)劑200千克/畝（編號3）；以比較本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑的效果。每個處理重復(fù)三次，隨機(jī)分組排列，水稻品種選用Y兩優(yōu)9918。產(chǎn)品施用方法：將本發(fā)明重金屬土壤修復(fù)劑均勻撒在土壤樣品表面，然后充分?jǐn)嚢?，靜置15天后插秧，試驗期間栽培管理措施與田間管理一致。檢測項目和方法：土壤中有效態(tài)鎘和鉛根據(jù)《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測定》GB/T23739-2009，糙米中的鉛根據(jù)《食品中鉛的測定》GB5009.12-2010，糙米中的鎘根據(jù)《食品中鎘的測定》GB5009.15-2014。試驗結(jié)果表明，與空白對照CK相比，施用本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑能夠降低土壤中有效態(tài)鎘和鉛的含量，同時能夠降低稻米中鎘和鉛的含量。施用150千克/畝本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑，土壤中有效態(tài)鎘和有效態(tài)鉛含量分別降低了62.4%和33.1%；大米中鎘和鉛的含量分別降低了52.8%和34.8%。施用200千克/畝本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑，土壤中有效態(tài)鎘和有效態(tài)鉛含量分別降低了63.2%和36.8%；大米中鎘和鉛的含量分別降低了55.6%和39.1%。施用本發(fā)明所述重金屬污染土壤修復(fù)劑的情況下稻米中鎘和鉛的含量都低于國標(biāo)限值。實施例2一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，各成分質(zhì)量百分比如下：原料質(zhì)量百分比（%）白云石30三硅酸鎂45磷酸二氫鉀15蛭石5鈣基膨潤土5上述重金屬污染土壤修復(fù)劑，其制備方法與實施例1相同。本實施例采用田間小區(qū)試驗，試驗地點在湖南省冷水江市，試驗設(shè)置3個處理，（1）CK，不施用修復(fù)劑（編號4）；（2）施用本發(fā)明修復(fù)劑150千克/畝（編號5）；（3）施用本發(fā)明修復(fù)劑200千克/畝（編號6）；三次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。每個水稻種植小區(qū)面積為22.5m2（4.5m×5m），每個處理間用0.3m寬的厚塑料農(nóng)膜包裹的田?。裆?.4m）隔開。水稻品種選用Y兩優(yōu)9918，施肥水平與其他田間管理措施，各處理的完全一致。產(chǎn)品施用方法：將本發(fā)明重金屬土壤修復(fù)劑均勻撒施在試驗田中，然后進(jìn)行犁田和耙田工作，二十天后插秧。檢測項目和方法與實施例1相同。試驗結(jié)果表明：與空白對照CK相比，施用150千克/畝本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑，土壤中有效態(tài)鎘和有效態(tài)鉛含量分別降低了68.4%和30.1%；大米中鎘和鉛的含量分別降低了73.1%和47.6%，水稻產(chǎn)量增產(chǎn)3.6%。施用200千克/畝本發(fā)明重金屬污染土壤修復(fù)劑，土壤中有效態(tài)鎘和有效態(tài)鉛含量分別降低了69.1%和32.7%；大米中鎘和鉛的含量分別降低了80.8%和57.1%，水稻增產(chǎn)4.8%。施用本發(fā)明所述重金屬污染土壤修復(fù)劑的情況下稻米中鎘和鉛的含量都低于國標(biāo)限值。當(dāng)前第1頁1 2 3