用于處理污染土壤的鎘固定劑及該土壤的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于處理污染土壤的鎘固定劑及該土壤的處理方法。鎘固定劑由石灰、木炭和植物有機肥組成，石灰的加入量為待處理污染土壤重量的3.7～4.6％，木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3～6.9％，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的1.0～4.0％；待處理污染土壤中有效態(tài)鎘含量為6～7mg／kg。本發(fā)明提供的鎘固定劑能將污染土壤中有效態(tài)鎘含量從6.6mg／kg降低至3.1mg／kg。經(jīng)過處理的污染土壤中重金屬有效態(tài)含量降低至植物可承受的范圍，可挑選鎘超富集植物進行后續(xù)修復(fù)。為重金屬污染土壤治理提供了另一種可選修復(fù)模式。
【專利說明】用于處理污染土壤的鎘固定劑及該土壤的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤中有效態(tài)鎘固定劑領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于處理污染土壤的鎘固定劑及該土壤的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，鎘在工業(yè)生產(chǎn)中運用廣泛，一些企業(yè)隨意排放生產(chǎn)廢水，含鎘廢水在滲透到地下水層前，需要經(jīng)過大量土壤層，土壤層將廢水中的鎘吸附，凈化了廢水，但土壤也受到污染。近年來，毒大米事件頻發(fā)，大米中的鎘主要來自于種植水稻的土壤中的有效態(tài)鎘。當(dāng)水稻種植的土壤鎘含量超標，水稻吸收的鎘過量并最終囤積于水稻種子一大米中。
[0003]現(xiàn)有的降低土壤重金屬的方法中的化學(xué)固定法通過選取合適的固定劑，將土壤中的有效態(tài)重金屬轉(zhuǎn)化為不能被植物吸收利用的化學(xué)物質(zhì)，從而達到降低土壤中有效態(tài)重金屬的目的?；瘜W(xué)固定法使用簡便，僅需將固定劑加入土壤中，待轉(zhuǎn)化完全即可直接耕種，因而受到廣泛的關(guān)注。
[0004]化學(xué)固定法中固定劑的選擇是關(guān)鍵。有機類固定劑容易造成土壤污染，因而將其加入土壤中后，雖然能降低有效態(tài)鎘含量，但易對土壤造成二次污染。天然礦物類固定劑對重金屬的固定率比較低，一般在30%以下。因而現(xiàn)有技術(shù)中將研究重點集中于多種固定劑復(fù)配以調(diào)高對有效態(tài)重金屬的固定修復(fù)作用。但現(xiàn)有的復(fù)合化學(xué)固定劑主要用于處理中輕度污染，用化學(xué)固定法處理重 度污染土壤效果并不理想。因此，研究出處理重度鎘污染土壤的環(huán)境友好型化學(xué)固定劑，是目前亟待解決的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種用于處理污染土壤的鎘固定劑及該土壤的處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中鎘固定劑對重度污染土壤處理效果差的技術(shù)問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于處理污染土壤的鎘固定劑，鎘固定劑由石灰、木炭和植物有機肥組成，石灰的加入量為待處理污染土壤重量的3.7~4.6 %，木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~6.9 %，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的1.0~4.0% ;待處理污染土壤中有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg。
[0007]進一步地,石灰的加入量為待處理污染土壤重量的4.15~4.6%,木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的
3.0 ~4.0%。
[0008]進一步地,石灰和木炭的粒徑均小于5_。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了一種污染土壤的處理方法，方法包括以下步驟:
[0010]I)破碎待處理污染土壤；
[0011]2)將石灰與木炭加入待處理污染土壤中，混合，得到混合物，浸濕、攪勻、靜置混合物得到中間物；[0012]3)向中間物加入植物有機肥，放置得到凈化土壤；其中，
[0013]石灰的加入量為待處理污染土壤重量的3.7~4.6%,木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~6.9%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的1.0~4.0% ;待處理污染土壤中有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg。
[0014]進一步地,石灰的加入量為待處理污染土壤重量的4.15~4.6%,木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的3.0 ~4.0%。
[0015]進一步地，靜置時間為I~2天；放置時間為大于2天；浸濕步驟中灑水量為待處理污染土壤重量的30~45%。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了一種污染土壤的處理方法，方法包括以下步驟:
[0017]I)破碎待處理污染土壤，將植物有機肥浸泡過夜得到有機肥液；
[0018]2)將石灰與木炭加入待處理污染土壤中得到混合物，再將有機肥液加入混合物中，浸濕、攪勻、放置得到凈化土壤；
[0019]石灰的加入量為待處理污染土壤重量的3.7~4.6%,木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~6.9%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的1.0~4.0% ;待處理污染土壤中有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg。
[0020]進一步地,石灰的加入量為待處理污染土壤重量的4.15~4.6%,木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的
3.0 ~4.0%。
[0021]進一步地,土壤粒度為2~5mm。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]本發(fā)明提供的鎘固定劑能將污染土壤中有效態(tài)鎘含量從6.6mg / kg降低至
3.1mg / kg。經(jīng)過處理的污染土壤中重金屬有效態(tài)含量降低至植物可承受的范圍，可挑選鎘超富集植物進行后續(xù)修復(fù)。為重金屬污染土壤治理提供了另一種可選修復(fù)模式。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例1的土壤中有效態(tài)鎘含量-pH變化示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例2的土壤中有效態(tài)鎘含量-pH變化示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例3的土壤中有效態(tài)鎘含量-pH變化示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例4的土壤中有效態(tài)鎘含量-pH變化示意圖；以及
[0030]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例5的土壤中有效態(tài)鎘含量-pH變化示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。[0032]本發(fā)明提供的固定劑將石灰、木炭和植物有機肥混合使用，使得石灰發(fā)揮的化學(xué)反應(yīng)沉淀作用與木炭的吸附作用和有機肥的肥田作用協(xié)同發(fā)揮作用。在將污染土壤中有效態(tài)鎘含量從6~7mg / kg降低至3.1mg / kg的同時保持土壤pH值維持中性。
[0033]本文中植物有機肥是以植物為原料，按常規(guī)肥料發(fā)酵工藝將各類植物殘渣如作物秸桿、樹葉、雜草、鋸末、酒糟、糠醛渣中難以被微生物分解的物質(zhì)分解為易于被植物吸收的大分子有機物的物質(zhì)，所得到的物質(zhì)即為植物有機肥。制作方法可以為當(dāng)不限于:用作物秸桿、樹葉、雜草、鋸末、酒糟、糠醛渣等植物廢棄物做原料。先將原料水分控制在70 %左右，如原料中水分較少，要用水澆濕澆透，保證水分適當(dāng)。較長的作物秸桿如玉米桿、高梁桿需進行粉碎(因原料太長，不便拌種和翻倒)。每1000公斤干基原料用水澆濕澆透后可用5公斤菌液+1%的豆餅或尿素拌均，撒在原料中翻倒混勻，然后堆成寬2米、高I米長度不限的條形堆，用塑料布蓋好即可。經(jīng)過24小時堆內(nèi)溫度可達50°C左右，48小時溫度可上升至70°C左右，經(jīng)過幾天的持續(xù)高溫，堆溫逐步下降，大約二周左右時間，發(fā)酵后的原料全部腐熟，原料中的蟲卵、草籽及病源菌全被殺死，秸桿變成褐色或黑褐色，堆體比剛堆時塌陷I / 3或I / 2。發(fā)酵后的原料用手握之柔軟有彈性，干時很脆，容易破碎。此時秸桿等原料發(fā)酵過程全部完成，得到植物有機肥。本文中所處理的污染土壤具體是指:重金屬有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg ;pH值為6.5~7.0的土壤。木炭為普通木材燒火后形成,主要為黑炭。石灰為工業(yè)級的生石灰，該類生石灰獲取容易方便，價格低廉，利于本發(fā)明鎘固定劑的推廣和使用。
[0034]本發(fā)明提供了一種污染土壤鎘固定劑由石灰、木炭和植物有機肥組成，石灰的加入量為待處理污染土壤重量的3.7~4.6%,木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~6.9%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的1.0~4.0%。
[0035]將固定劑按上述比例加入待處理污染土壤后，石灰與污染土壤中有效態(tài)鎘(反應(yīng)活性強的鎘)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將有效態(tài)鎘轉(zhuǎn)變?yōu)殒k堿沉淀物，如氫氧化鎘、碳酸鎘等。所生成的沉淀物呈堿性，當(dāng)有效態(tài)鎘含量較高時，大量的堿性沉淀物會使土壤呈堿性。不利于耕種植物。木炭為多孔結(jié)構(gòu)能將堿性沉淀物吸附到木炭內(nèi)部。被吸附的沉淀物無法輕易脫離木炭的吸附因而不會對土壤的酸堿性造成影響。同時木炭的吸附還有緩沖土壤酸堿度的作用。有機肥不僅對土壤中的有效態(tài)鎘有一定的吸附作用，而且還能與木炭與石灰協(xié)同發(fā)揮作用，使得經(jīng)過處理后的土壤中有效態(tài)鎘含量降低，同時維持土壤為中性，即使外部環(huán)境再變化也能保持以及固定的有效態(tài)鎘不再析出，防止由于環(huán)境變換導(dǎo)致土壤PH值發(fā)生改變。同時有機肥本身還能提升土壤的肥力，為后續(xù)再次使用提供方便。
[0036]優(yōu)選的固定劑中石灰的加入量為待處理污染土壤重量的4.15~4.6%，木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的3.0~4.0%。按此比例添加固定劑能最大限度的降低土壤中有效態(tài)鎘含量，同時維持土壤長時間保持中性。更優(yōu)的加入比例為固定劑中石灰的加入量為待處理污染土壤重量的
4.6%，木炭的加入量為待處理污染土壤重量的2.3%，植物有機肥的加入量為待處理污染土壤重量的4.0%。
[0037]土壤本身粒徑為2~5mm,優(yōu)選為3mm。為了提高固定劑中的石灰、木炭與土壤顆粒的接觸面積，使土壤與石灰、木炭充分接觸發(fā)生反應(yīng)，因而優(yōu)選將石灰和木炭的粒徑破碎至小于5_。二者粒徑接近，反應(yīng)界面大，有利于反應(yīng)深入發(fā)生，能有效降低土壤中有效態(tài)鎘的含量。
[0038]有機肥中有機質(zhì)含量為肥料中植物殘渣和微生物的含量。當(dāng)有機肥的有機質(zhì)為45 %時,此時有機肥與石灰、木炭的協(xié)同效果最優(yōu)。
[0039]該固定劑可以按本領(lǐng)域常用加入方法加入，如將石灰、木炭和有機肥按比例同時加入土壤中，浸潤、攪拌、放置后得到凈化后的土壤。本發(fā)明的另一方面還提供了兩種上述污染土壤鎘固定劑的使用方法。
[0040]第一種方法包括以下步驟:
[0041]I)破碎污染土壤；
[0042]2)將石灰與木炭加入污染土壤中，混合，得到混合物，浸濕、攪勻、靜置混合物得到中間物；
[0043]3)向中間物加入植物有機肥，放置得到凈化土壤；
[0044]將木炭與石灰先加入土壤中。經(jīng)過浸潤和靜置后，混入土壤的木炭和石灰能在潤濕的土壤中首先與有效態(tài)鎘發(fā)生反應(yīng)和吸附作用，使其中的有效態(tài)鎘生成沉淀并被吸附。之后加入的植物有機肥則能在此基礎(chǔ)上進一步的將為被反應(yīng)和吸附掉的有效態(tài)鎘固定住。同時能進一步維持土壤的PH值。該方法中石灰、木炭和植物有機肥的加入比例為按上述固定劑的比例加入。
[0045]按上述方法使用該鎘固定劑能有效提高該鎘固定劑對土壤中有效態(tài)鎘的固定效果。優(yōu)選的靜置時間為 I~2天；放置時間為大于2天；浸濕步驟中灑水量為土壤重量的30~45%。靜置時間較短，但此時石灰和木炭與有效態(tài)鎘的反應(yīng)效果最強烈，此時加入有機肥能更有效的推進有機肥對土壤中有效態(tài)鎘的處理作用。
[0046]放置時間為常規(guī)的固定處理時間，多為一周左右。
[0047]浸濕步驟中為了提高木炭與石灰和土壤的反應(yīng)效率，灑水量為土壤重量的30~45%。此時土壤顆粒間彼此粘結(jié)，混入土壤顆粒間的石灰與木炭顆粒在水潤濕的作用下，獲得較大的潤濕角，反應(yīng)界面進一步加大，利于反應(yīng)的發(fā)生。該灑水量既能保證土壤顆粒間的界面潤濕效果，又能防止加入過多的水使得土壤顆粒間潤濕界面過度稀釋，無法發(fā)揮作用。
[0048]第二種應(yīng)用方法，包括以下步驟:
[0049]I)破碎污染土壤，將植物有機肥浸泡過夜得到有機肥液；
[0050]2)將石灰與木炭加入土壤中得到混合物，再將有機肥液加入混合物中，浸濕、攪勻、放置得到凈化土壤。
[0051]第二種應(yīng)用方法是首先將有機肥浸泡過夜獲得有機肥液。通過浸泡有機肥中的有效物質(zhì)和成分充分析出，在后續(xù)使用過程中能更好的降低土壤中的有效態(tài)鎘的含量。先將石灰和木炭加入土壤中得到混合物，再將有機肥液加入混合物，此時有機肥液與土壤中的有效態(tài)鎘發(fā)生反應(yīng)，為后續(xù)加入的提供較好的反應(yīng)環(huán)境，從而提高固定劑的使用效果。有機肥加入浸濕所需水量的水中進行浸泡過夜得到有機肥水。此處的放置時間為大于2天，約7天左右。該方法中石灰、木炭和植物有機肥的加入比例為按上述固定劑的比例加入。
[0052]實施例
[0053]以下實施例中所用物料均為市售。植物有機肥購自江蘇華得來農(nóng)資貿(mào)易有限公司，所購為顆粒狀成品。
[0054]植物有機肥制備方法:用作物秸桿、樹葉、雜草、鋸末、酒糟、糠醛渣等植物廢棄物做原料。先將原料水分控制在70%左右，如原料中水分較少，要用水澆濕澆透，保證水分適當(dāng)。較長的作物秸桿如玉米桿、高梁桿需進行粉碎(因原料太長，不便拌種和翻倒)。每1000公斤干基原料用水澆濕澆透后可用5公斤菌液+1%的豆餅或尿素拌均，撒在原料中翻倒混勻，然后堆成寬2米、高I米長度不限的條形堆，用塑料布蓋好即可。經(jīng)過24小時堆內(nèi)溫度可達50°C左右，48小時溫度可上升至70°C左右，經(jīng)過幾天的持續(xù)高溫，堆溫逐步下降，大約二周左右時間，發(fā)酵后的原料全部腐熟，原料中的蟲卵、草籽及病源菌全被殺死，秸桿變成褐色或黑褐色，堆體比剛堆時塌陷I / 3或I / 2。發(fā)酵后的原料用手握之柔軟有彈性，干時很脆，容易破碎。此時秸桿等原料發(fā)酵過程全部完成，得到植物有機肥。
[0055]發(fā)酵中所用菌種為生物發(fā)酵劑，購自河南新力源農(nóng)業(yè)科技有限公司。
[0056]實施例1
[0057]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過2_篩。稱取篩下土壤，按土壤重量4.6%稱取石灰，按土壤重量2.3%稱取粒徑3_木炭粉，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量35%的體積的水，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，放置2天后，按土壤重量4 %稱取植物有機肥投入土壤中，攪勻，放置5天。
[0058]參見圖1，使用鎘固定劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘固定劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.13mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值6.50上升至6.95。說明本發(fā)明提供的固定劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0059]經(jīng)過固定后對土壤施以p H值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.09mg / kg ο
[0060]實施例2
[0061]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過3mm篩。稱取篩下土壤，按土壤重量4.6%稱取石灰，按土壤重量4.60%稱取直徑為3_的木炭粉，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量30 %的體積的水，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，放置2天后，按土壤重量3 %稱取植物有機肥，投入土壤中，攪拌均勻，放置5天。
[0062]參見圖2，使用鎘固定劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘固定劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.48mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值6.50上升至6.78。說明本發(fā)明提供的固定劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0063]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.45mg / kg ο
[0064]實施例3
[0065]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過2_篩。稱取篩下土壤，按土壤重量4.0%稱取石灰，按土壤重量4.5%稱取直徑為3_的木炭粉，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量40%的體積的水，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，放置I天后，按土壤重量2 %稱取植物有機肥，投入土壤中，攪拌均勻，靜置6天。
[0066]參見圖3，使用鎘固定劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘固定劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.39mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值6.50上升至6.62。說明本發(fā)明提供的固定劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0067]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.34mg/gk。
[0068]實施例4
[0069]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過2_篩。稱取篩下土壤，按土壤重量3.7%稱取石灰，按土壤重量5.58%稱取直徑為3_的木炭粉，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量40 %的體積的水，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，放置2天后，按土壤重量I %稱取植物有機肥，投入土壤中，攪拌均勻，放置5天。
[0070]參見圖4，使用鎘固定劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘固定劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.52mg / kg ο經(jīng)過處理前后土壤pH值6.46上升至6.53。說明本發(fā)明提供的固定劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0071]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.55mg / kg 。[0072]實施例5
[0073]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過Imm篩。稱取篩下土壤，按土壤重量4.15%稱取石灰，按土壤重量5.5%稱取直徑為3_的木炭粉，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量35%的體積的水，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，放置2天后，按土壤重量I %稱取植物有機肥，投入土壤中，攪拌均勻，放置5天。
[0074]參見圖5，使用鎘固定劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘固定劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.50mg / kg ο經(jīng)過處理前后土壤pH值6.46上升至6.69。說明本發(fā)明提供的固定劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0075]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.55mg / kg 。[0076]實施例6
[0077]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過2_篩。稱取篩下土壤，按土壤重量4.6%稱取石灰，按土壤重量2.30%稱取直徑為3_的木炭粉，按土壤重量4%稱取植物有機肥，并將有機肥用混合物重量45%的體積的蒸餾水浸泡過夜，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，靜置5天。
[0078]使用鎘鈍化劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘鈍化劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.13mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值6.50上升至7.01。說明本發(fā)明提供的鈍化劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0079]經(jīng)過鈍化后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.09mg / kg 。[0080]實施例7
[0081]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過2mm篩。稱取篩下土壤，按土壤重量I %稱取植物有機肥，用土壤重量35 %的水浸泡過夜，投入土壤中，攪拌均勻，再按土壤重量3.7%稱取石灰，按土壤重量5.58%稱取直徑為3_的木炭粉，攪拌均勻，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，靜置9天。
[0082]使用鎘鈍化劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘鈍化劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.52mg/kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值6.46上升至6.53。說明本發(fā)明提供的鈍化劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0083]經(jīng)過鈍化后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.55mg / kg ο
[0084]實施例8
[0085]將重金屬鎘污染中性土壤風(fēng)干，磨碎過1_篩。稱取篩下土壤，按土壤重量4.6%稱取石灰，按土壤重量6.90%稱取直徑為3_的木炭粉，按土壤重量2%稱取植物有機肥，分別投入土壤中，并混勻，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量40%的體積的水，振蕩2小時，使其充分混勻，浸潤，靜置7天。
[0086]使用鎘鈍化劑前土壤中鎘有效態(tài)含量，該含量為6.5Img / kg。使用鎘鈍化劑后土壤中鎘有效態(tài)含量為3.50mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值6.46上升至6.69。說明本發(fā)明提供的鈍化劑能有效降低中性土壤中有效態(tài)鎘的含量，同時能維持土壤的PH值穩(wěn)定，而且土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果顯著。
[0087]經(jīng)過鈍化后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量為 3.55mg / kg ο
[0088]對比例I
[0089]與實施例1的區(qū)別在于為加入的石灰量僅為土壤重量的3.6%，木炭的加入量為土壤重量2.1%，木炭的加入量為土壤重量的0.9%。
[0090]經(jīng)過處理后土壤中鎘有效態(tài)含量為5.68mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值由6.46上升至6.86。
[0091]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量上升至5.73mg / kg ο
[0092]對比例2
[0093]與實施例6的區(qū)別在于石灰的加入量為土壤重量的4.8%，木炭的加入量為土壤重量的7.0%，植物有機肥的加入量為土壤重量的4.2%。
[0094]經(jīng)過處理后土壤中鎘有效態(tài)含量為2.25mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值由6.46上升至12.14。
[0095]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量上升至3.29mg / kg ο
[0096]對比例3
[0097]與實施例1的區(qū)別在于以腐植酸代替植物有機肥，其添加量為土壤重量的3%。
[0098]經(jīng)過處理后土壤中鎘有效態(tài)含量為4.33mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值由6.46降低至6.39。
[0099]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為8~9的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量上升至4.37mg / kg ο[0100]對比例4
[0101]與實施例1的區(qū)別在于以秸桿灰代替植物有機肥，其添加量為土壤重量的2%。
[0102]經(jīng)過處理后土壤中鎘的有效態(tài)含量為4.52mg / kg。經(jīng)過處理前后土壤pH值由
6.46升高至6.55。
[0103]經(jīng)過固定后對土壤施以pH值為4~5的水，并靜置2周，檢測土壤中有效態(tài)鎘含量上升至4.55mg / kg ο
[0104]由上可見實施例1~8中，使用本發(fā)明提供的固定劑后，最優(yōu)實施例中污染土壤中的有效態(tài)鎘含量從實驗前的6.6mg / kg降低至固定后的3.1mg / kg, 土壤的pH值從起始的6.50改變至6.95。對固定后土壤噴淋酸性或堿性水后，土壤中有效態(tài)鎘的含量并沒有明顯升高。說明采用本發(fā)明提供的固定劑處理重度污染的土壤能將污染土壤中的有效態(tài)鎘含量降低40%以上，同時能保持經(jīng)過固定后土壤的pH值維持在中性附近。本發(fā)明的鎘固定劑主要涉及化學(xué)沉淀及物理吸附但當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生改變?nèi)缃邓嵊甑那闆r下，外界條件發(fā)生改變而導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)條件失效的情況下。由于吸附等作用的存在土壤中已經(jīng)被固定的有效態(tài)鎘并不會再次脫出，造成污染，說明本發(fā)明提供的固定劑固定效果持久，能耐受外界環(huán)境改變。
[0105]本發(fā)明提供的固定劑成本低，用量少，實施例1~7中石灰、木炭和有機肥的用量僅為土壤重量的5%以內(nèi)。原料僅為常見的工業(yè)石灰、木炭與植物有機肥，這三種藥劑來源廣泛，且對土壤無破壞作用。有機肥加入后，還可使土壤的肥力水平得到提高。有利于后續(xù)超富集植物的種植。
[0106]實施例6~8相對實施例1~5的最大不同在于有機肥的加入方式發(fā)生了改變，此時土壤中有效態(tài)鎘含量降低效果仍然明顯，同時經(jīng)過處理后土壤的PH值仍然能維持在中性附近。當(dāng)外界條件發(fā)生改變后，土壤中有效態(tài)鎘含量仍然能保持固定后的水平。說明換種有機肥的添加方式，仍然能得到較優(yōu)的處理效果。
[0107]由對比例I~2可知，當(dāng)石灰、木炭和有機肥中任意2個成分的加入量不在本發(fā)明提供的范圍內(nèi)時，經(jīng)過處理后的土壤要么有效態(tài)鎘含量過高，要么土壤pH至過高，土壤鹽堿化嚴重，要么外界環(huán)境改變后，土壤中以及固定的有效態(tài)鎘又再次升高。使得經(jīng)過處理的土壤無法同時獲得3種效果。由對比例3~4可知，當(dāng)用腐植酸或焚燒后的秸桿灰等物質(zhì)代替植物有機肥，而且腐植酸或秸桿灰的用量在植物有機肥的優(yōu)選范圍內(nèi)時，經(jīng)過處理后土壤中有效態(tài)鎘含量雖然會有所降低，但降低幅度較小，僅能降低至4.33~4.5mg / kg，其固定效果遠不及本發(fā)明提供的鎘固化劑。
[0108]以上所述僅為本 發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理污染土壤的鎘固定劑，其特征在于，所述鎘固定劑由石灰、木炭和植物有機肥組成，所述石灰的加入量為所述待處理污染土壤重量的3.7~4.6%，所述木炭的加入量為所述待處理污染土壤重量的2.3~6.9%，所述植物有機肥的加入量為所述待處理污染土壤重量的1.0~4.0% ;所述待處理污染土壤中有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎘固定劑，其特征在于，所述石灰的加入量為所述待處理污染土壤重量的4.15~4.6%,所述木炭的加入量為所述待處理污染土壤重量的2.3~4.6%,所述植物有機肥的加入量為所述待處理污染土壤重量的3.0~4.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎘固定劑，其特征在于，所述石灰和所述木炭的粒徑均小于 Smnin
4.一種污染土壤的處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)破碎所述待處理污染土壤； 2)將石灰與木炭加入所述待處理污染土壤中，混合，得到混合物，浸濕、攪勻、靜置所述混合物得到中間物； 3)向所述中間物加入植物有機肥，放置得到凈化土壤；其中， 所述石灰的加入量為所述待處理污染土壤重量的3.7~4.6%,所述木炭的加入量為所述待處理污染土壤重量的2.3~6.9%，所述植物有機肥的加入量為所述待處理污染土壤重量的1.0~4.0% ； 所述待處理污染土壤 中有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量為所述待處理污染土壤重量的4.15~4.6%,所述木炭的加入量為所述待處理污染土壤重量的2.3~4.6%,所述植物有機肥的加入量為所述待處理污染土壤重量的3.0~4.0 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述靜置時間為I~2天；所述放置時間為大于2天；所述浸濕步驟中灑水量為所述待處理污染土壤重量的30~45%。
7.一種污染土壤的處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)破碎所述待處理污染土壤，將植物有機肥浸泡過夜得到有機肥液； 2)將石灰與木炭加入所述待處理污染土壤中得到混合物，再將所述有機肥液加入所述混合物中，浸濕、攪勻、放置得到凈化土壤；其中， 所述石灰的加入量為所述待處理污染土壤重量的3.7~4.6%,所述木炭的加入量為所述待處理污染土壤重量的2.3~6.9%，所述植物有機肥的加入量為所述待處理污染土壤重量的1.0~4.0% ； 所述待處理污染土壤中有效態(tài)鎘含量為6~7mg / kg。
8.根據(jù)權(quán)利要求7述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量為所述待處理污染土壤重量的4.15~4.6%,所述木炭的加入量為所述待處理污染土壤重量的2.3~4.6%,所述植物有機肥的加入量為所述待處理污染土壤重量的3.0~4.0%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4~8中任一項所述的方法，其特征在于，所述土壤粒度為2~5mm。
【文檔編號】B09C1/08GK103788955SQ201410066642
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】陳偉, 李倩, 黃順紅, 袁翠玉, 歐陽坤, 萬斯, 王兵, 趙丹, 徐溢, 孫建德, 彭新平, 萬文玉, 朱安玲, 尹柳娟 申請人:湖南有色金屬研究院