本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种土壤重金属捕捉固化剂及其制备方法和使用方法。
背景技术：
重金属污染是指重金属及其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致，是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，通过植物、动物的富集及食物链的转化，最终危害人体健康，同时，导致环境质量恶化。重金属的特点：比重大于5.0的金属(如：汞、镉、铅、铬等)具有生物富集性，环境中的不可降解性，重金属土壤污染的不可逆转性，以及环境中的迁移性和生物毒性。
技术实现要素：
针对目前市场上土壤重金属捕捉剂存在的絮凝体细小沉淀慢、不同重金属沉淀ph不同导致要分开处理、重金属离子有再次浸出风险、汞和砷去除效果差等问题，本发明要解决的技术问题是提供一种效果更好的土壤重金属捕捉固化剂及其制备方法和使用方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种土壤重金属捕捉固化剂，包括组分a重金属捕捉固化剂和组分b富碳富硒有机菌肥土壤营养调理剂二部分组成，各自包装储存，复合使用。
组分a的配方组成及含量(以重量百分比计)为：
组分a1：二甲基二硫代胺基甲酸钠(sdds)，占比4％；
组分a2：三巯基均三嗪三钠(tmt-15)，占比6％；
组分a3：γ-聚谷氨酸(γ-pga)，占比90％。
组分b的配方组成及含量(以重量百分比计)为：
组分b1：生物炭，占比20％；
组分b2：二氧化硒或等量的亚硒酸钠，占比5％；
组分b3：腐植酸和黄腐酸(主含有机质≥70％，黄腐酸≥40％)，占比40％；
组分b4：em菌(2亿u/g)，占比15％；
组分b5：大、中、微量元素水溶肥，主含(n≥8％，p2o5≥5％，k2o≥10％)(zn+fe+ca+mg+sr…≥2)占比20％。
土壤重金属捕捉固化剂的制备方法：
第一步，首先制备组分a。
按组分a配方的重量百分比计量称重配制，然后置于固体混合机中进行搅拌使其充分混合，得组分a(100％)＝组分a1(4％)+组分a2(6％)+组分a3(90％)，再将混合好的组分a混合物料送入罐装机进行包装，按计量包装制成品，入库保存。
第二步，组分b的制备。
按组分b配方的重量百分比计量称重配制，然后置于固体混合机中进行搅拌使其充分混合，得组分b(100％)＝组分b1(20％)+组分b2(5％)+组分b3(40％)+组分b4(15％)+组分b5(20％)，再将混合好的组分b混合物料送入罐装机进行包装，按计量包装制成品，入库保存。
本发明提供上述土壤重金属捕捉固化剂的使用方法为二次灌水修复法。
①准备工作：首先将休耕、未种植作物、被重金属污染的农田、设施蔬菜大棚及中药材种植基地的土地，进行提前翻耕深度至30cm左右，然后用机械旋平备用。
②第一次灌水为药水(药剂为：重金属捕捉固化剂a制剂)，具体操作方法：在作物播种前，每亩地(或一个大棚)a制剂药用量为5-10kg(土壤粘，大棚种植时间长以及重金属污染严重的土壤选高量)，将土壤重金属捕捉固化剂a制剂药用量5-10kg用清水稀释成4000-6000倍液，随大水漫灌或喷灌至距土层10cm深处，再用旋耕机反复将土壤捣成细泥状，以便药水与土壤重金属充分接触捕捉固化，然后静置2-3小时。
③第二次灌水为营养水(药剂为：富碳富硒有机菌肥土壤营养调理剂b制剂)，当药水修复静置2-3小时后，再将富碳营养修复剂组分b制剂，每亩用量为10-30kg(轻度污染用10kg，中度污染20kg，重度污染用30kg)，稀释于2吨清水容器中，然后随大水漫灌(或喷灌)距土层10cm，继续用旋耕机捣成细泥状，然后静置，待土层干透至适宜湿度时，方可翻耕播种。
针对作物在种植生长期，重金属污染的土壤营养修复，该富碳富硒有机菌肥土壤营养调理剂可单独作为肥料进行追施、冲施、基施修复，此修复法不影响生长期的作物生长，且促进作物生长，还能钝化(拮抗)重金属，从而减少作物对重金属的吸收。
本发明是以化学稳定(固化)为主体，兼顾有机营养修复于一体的综合修复土壤重金属残留的一种复合型“捕捉固化剂”。组分a1(sdds)，组分a2(tmt-15)，组分a3(γ-pga)都是有机化学高分子聚合物材料，其中：“sdds”是由含有螯合基的单体经加聚缩或开环聚合而制备；“tmt-15”是通过高分子的化学反应引入具有螯合功能的链基来完成的高分子聚合物无机盐；γ-pga是通过微生物发酵，产生水溶性多聚氨基酸，其分子为谷氨酸单元，再通过α氨酸酸和γ-羧基形成钛键的高分子聚合物，其分子量分布在100-10000kda之间，其性能具有良好的水溶性，超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型分子材料，可作为保水剂，重金属原子吸附剂，钝化剂，絮凝剂及缓释剂。
凡是重金属污染的土壤，均可采取以上化学方法进行生态修复治理，重金属捕捉固化剂在常温下与土壤中的重金属hg2+、cd2+、pb2+、as3+、cr6+等各种金属阳离子进行化学反应，生成不溶于水的大分子螯合盐，这种大分子立体螯合产物在高温(250℃)强酸强碱(ph3-12)条件下，性质十分稳定，长时间不易崩解。然而，一般聚合物重金属分子团，稳定期大多在1-2年时间就崩解了，重金属离子有再次浸出风险。
通过有机大分子官能团的络合螯合作用，改变了重金属分子结构，成为分子量增大数倍的络合物聚团，这种有机立体大分子螯合物聚团是无法穿透植物根毛区细胞膜而被拮抗吸收，从而间接达到捕捉固化稳定重金属的目的。
本发明不仅能络合螯合重金属离子，还能做到多种金属共存一次性处理。而且还能使土壤中的重金属共存盐和络合盐(如：edta、nh3、柠檬酸等)充分发挥螯合作用。具有絮凝体粗大，捕捉沉淀快，稳定时间长，耐热耐酸耐碱，污染量少，且无毒，具有广泛的ph范围(ph3-12)，没有二次公害，沉淀物在稀酸液中不渗出等特点。
重金属捕捉固化剂在农业方面的四大作用：一是植物增产的营养素，二是能平衡土壤酸碱度，三是对土壤重金属pb2+、cd3+、hg2+、cr3+等有毒有害物质具有吸附螯合效果，四是可增强植株抗病，抗逆能力，促进增产10-20％。
组分b富碳富硒有机菌肥土壤营养调理剂中，组分b1生物炭是多孔物质，具有强大的吸附作用，可以吸附土壤中有害重金属(hg2+、cd2+、pb2+、as3+、ni2+等)阳离子；组分b2二氧化硒或等量的亚硒酸钠，能够拮抗土壤重金属(hg、cd、pb、as等)并具有解毒排毒作用；组分b3、b4：腐植酸，黄腐酸，em菌，在酸性条件下可与重金属发生反应，生物有机大分子螯合钝化重金属、降解土壤中的农药残留，从而减少污染。
富碳富硒有机菌肥土壤营养调理剂还具有：调酸、促酶、壮根、化盐渍、破板结、增透气、益菌群、增机质、防根腐、抗逆性、抗重茬、保水肥、增团粒、降农残、促增产、提品质等功能作用。
基于土壤改良措施，通过向污染土壤中添加重金属捕捉固化剂及富碳富硒有机菌肥营养调理剂来降低重金属在土壤中的溶解性、迁移能力和生物有效性，从而使重金属转化为低毒性或处在移动性较低的化学状态，以减轻对生态系统的危害。与其他单一修复技术相比，具有如下有益效果：
复合型土壤重金属捕捉固化剂功能作用与传统方法比较对照表
综上所述，本发明优点在于：用物理、生物、化学、有机营养复合型综合捕捉(固化)，钝化拮抗，络合螯合高新技术，从而实现了土壤重金属捕捉固化率达到98％以上，且固化率在自然条件下长时间络合物聚团不被崩解，成千上万倍络合物聚团立体大分子，拮抗在作物根细胞膜无法吸收，从而减轻或降低土壤及农作物重金属污染的危害，再加富炭富硒有机菌肥营养调理剂生物技术及γ-聚谷氨酸高分子吸收、络合、钝化技术为辅助营养修复技术，使得进行多功能修复土壤重金属污染变得更全面，更彻底。
具体实施方式：
以配制100kg的组分a及组分b，其具体制备方式如下：
第一，100kg组分a土壤重金属捕捉固化剂的配制，按组分a1二甲基二硫代胺基甲酸钠(sdds)4％，组分a2三巯基均三嗪三钠(tmt-15)6％，组分a3γ-聚谷氨酸(γ-pga)90％配制：
组分a1：(sdds)粉末100kg×4％＝4kg；
组分a2：(tmt-15)粉末100kg×6％＝6kg；
组分a3：(γ-pga)粉末100kg×90％＝90kg；
按比例计量称取，分别置入混合机中进行5-10分钟开机搅拌均匀混合，得100kg组分a总部分(土壤重金属捕捉固化剂)。
第二，100kg组分b富碳富硒有机菌肥土壤营养调理剂的配制，按以下配方比例进行计量称重配制：
组分b1：生物碳100kg×20％＝20kg；
组分b2：二氧化硒或等量的亚硒酸钠100kg×5％＝5kg；
组分b3：腐植酸、黄腐酸(有机质≥70％，黄腐酸≥40％)，100kg×40％＝40kg；
组分b4：em菌(2亿u/g)100kg×15％＝15kg；
组分b5：大、中、微量元素水溶肥(n≥8％，p2o5≥5％，k2o≥10％)(zn+fe+ca+mg+sr…≥2)100kg×20％＝20kg；
按比例计量称取，分别置入混合机中进行5-30分钟开机搅拌均匀混合，得100kg组分b(土壤重金属捕捉固化剂)。
复合型“土壤重金属捕捉固化剂”分别由二部分组成：100kg(生化型“土壤重金属捕捉固化剂”组分a部分)与100kg(富碳营养型“土壤重金属捕捉固化剂”组分b部分)二部分的组合体，各自单独储存保管，复合使用。
试验一：土壤重金属捕捉固化剂对土壤重金属的影响
将土壤重金属捕捉固化剂处理过的土壤样品，对照未经土壤重金属捕捉固化剂处理的土壤样品，送检西安国联质量检测技术股份有限公司检测，检测结果对比数据如下表：
检测结果报告书
以上两组数据表明：未经土壤重金属捕捉固化剂处理的土壤，重金属的含量均很高，经土壤重金属捕捉固化剂处理的土壤，重金属的残留量均有显著下降。