一种同时钝化农田土壤中镉、铅、锌的重金属钝化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯化剂及其制备方法，属 于±壤改良技术和环境保护技术领域。
【背景技术】
[0002] 重金属污染是±壤污染的主要类型之一。在世界范围内，由于工矿=废排放和农 用化学品的过量使用，造成工矿区周围±壤和农业±壤有毒重金属过量累积，带来严重的 环境和健康风险。因此，±壤重金属的污染修复技术备受关注。
[0003] ±壤重金属污染的修复技术主要包含物理、生物和化学等修复，每种修复措施都 有优缺点。物理修复主要是指工程修复，主要有客上渗上法、热处理法、电动修复法、玻璃化 固定法，虽然易操作、彻底，但成本较高，且只能适用于小范围内；微生物和植物等生物修复 技术虽然成本低，环境友好，但修复时间长，且修复技术不成熟，不适合农田±壤；化学原位 纯化修复技术成本低、易操作，能使重金属活性降低，避免重金属对植物及食物链健康的危 害。对于我国的人均±地资源非常紧缺的现状，受重金属污染的±壤修复适宜于在维持正 常耕作的前提下，使用重金属纯化剂降低重金属活性，从而减少重金属向粮食作物中可食 部分的迁移累积量。该方法适用于大范围的农田，而选择合适的纯化剂则是化学方法的关 键。
[0004] 中国专利文献CN104926567A公开了一种改良农田儒污染的制剂及其使用方法， 包括按质量比例的：胡敏酸盐11~22份、巧儀憐肥5~10份、硫酸锋0. 5~1份、石灰石 5. 5~11份和农业有机固体废弃物5. 5~11份，胡敏酸盐原料为由腐植酸含量350-500g/ kg的风化煤提取的腐植酸一价盐，再经硫酸酸凝后产生的水不溶组分，经水洗、烘干、粉碎 而成。本发明制作方法简单、成本低，对重金属儒吸附作用强，该制剂对上壤酸碱度调控能 力相对较差，能够固定的对象也比较少，主要是儒重金属，而且硫酸锋的使用，一旦使用量 不当，将造成锋的过量等二次污染。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯 化剂及其制备方法，该方法成本低廉、修复快速、操作简单，能同时纯化农田±壤中儒、铅、 锋的重金属，且不污染环境。
[0006] 术语说明：
[0007] 由于人类活动，±壤中的微量金属元素在±壤中的含量超过背景值，过量沉积而 引起的含量过高，统称为±壤重金属污染。评价±壤环境质量一般依据《±壤环境质量标 准》（GB15618-1995)中的标准限值，采用综合污染指数法，计算公式为：
[0009] 式中Pi为i污染因子的质量分数；C1为i污染因子的实测浓度；S1为i污染因子 的评价标准，通常选背景值样本中第i污染物含量（mg/kg)。
[0010] 轻度重金属污染±壤：是指1 <P< 2,为轻度重金属污染±壤。 阳011] 介于轻度和中度的重金属污染±壤：是指2 <P< 3,为介于轻度和中度的重金属 污染±壤。
[0012] 中度的重金属污染±壤：是指3 <P< 5,为中度的重金属污染±壤。本发明的技 术方案如下：
[0013] 一种同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯化剂，原料组分及其重量百分比组 成如下：
[0014] 风化煤15~25%、般烧粉15~30%、硫铁矿渣15~25%、活性炭10~15%、巧 儀憐肥10~15% ;先将风化煤、活性炭与般烧粉、硫铁矿渣混合，揽拌均匀，再与巧儀憐肥 混合，充分揽拌，混合均匀后，制得同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯化剂。
[0015] 根据本发明优选的，所述风化煤为含腐植酸30~50wt%的天然褐煤，风化煤粒度 为100~200微米。
[0016] 根据本发明优选的，所述的般烧粉为过70~100目筛的般烧粉，般烧粉中主要化 学成分按重量百分比计：碳酸儀20~36%、硫酸儀20~23%、氧化儀21~26%、氧化巧 20~25. 5%、其余为含铁、儘等矿物的杂质，为菱儀矿般烧后的产物。
[0017] 根据本发明优选的，所述硫铁矿渣为过70~100目筛的硫铁矿渣粉，硫铁矿渣 中主要化学成分按重量百分比计：铁55 %~60 %，氧化亚铁3 %~6 %，二氧化娃8. 2 %~ 12. 65%，氧化锋 0. 03%~0. 008%，
[0018] 根据本发明优选的，所述活性炭为过70~100目筛的活性炭粉，抑值为7. 2~ 9. 0O
[0019] 根据本发明优选的，所述巧儀憐肥为一种含有憐酸根的碱性肥料，？2〇5含量 > 12%。巧儀憐肥还能提供巧、儀、娃等元素，使用时过70~100目筛。
[0020] 本发明优选的一个技术方案，同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯化剂，原 料组分及其重量百分比组成如下： 阳02U 风化煤15~20%、般烧粉18~30%、硫铁矿渣20~25%、活性炭12~15%、巧 儀憐肥12~15%。
[0022] 上述同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯化剂的制备方法，步骤如下：
[002引 （1)风化煤、般烧粉分别过70~100目筛，硫铁矿渣、活性炭粉碎过70~100目 筛，将过筛后的风化煤、般烧粉、硫铁矿渣、活性炭混合均匀，制得混合物料；
[0024] 似将混合物料与过70~100目筛的巧儀憐肥混合，充分揽拌，混合均匀，制得同 时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属纯化剂。
[0025] 上述重金属纯化剂的应用，用于纯化农田±壤中儒、铅、锋，施用方法，采用如下一 种方法进行：
[00%] ①对于轻度重金属污染±壤，将复合改良剂施入污染±壤表面，然后旋耕2-3遍， 旋耕深度为15-20cm，旋耕后放置10-15天，进一步促进改良剂与重金属充分反应，复合改 良剂的施用量为70-90kg/每亩；
[0027] ②对于介于轻度和中度的重金属污染±壤，将复合改良剂施入污染±壤表面，先 进行深翻，深翻厚度为25-30畑1，然后旋耕1-2遍，旋耕深度为15-20畑1，旋耕后放置10-15 天，进一步促进改良剂与重金属充分反应，复合改良剂的施用量为110-130kg/每亩；
[0028] ③对于中度污重金属染±壤，将复合改良剂施入污染±壤表面，先进行深翻，深 翻厚度为25-30cm，深翻后再次对±壤进行旋耕1-2遍，旋耕深度为15-20cm，旋耕后放置 10-15天，进一步促进改良剂与重金属充分反应，复合改良剂的施用量为150-170kg/每亩。
[0029] 本发明制备方法简单，通过各成分的协同作用，达到同时纯化农田±壤中儒、铅、 锋的重金属，降低±壤中作物可利用态重金属含量的效果。
[0030] 本发明中的般烧粉采自山东披县菱儀矿般烧后的产物。儀矿中除了含菱儀矿外， 还含有二氧化娃、氧化巧、=氧化二侣、氧化铁、氧化儘等杂质。菱儀矿般烧后的主要产物是 方儀石，其晶体在般烧的过程中随着溫度的升高粒径变粗、晶形变复杂，该物理结构能够更 充分的与±壤中重金属离子结合，使重金属离子固定失去活性，达到纯化的目的。此外，般 烧粉中含有的氧化儀、氧化巧等碱性物质在施入±壤中后调节了 ±壤的抑值，抑值升高后 重金属离子易于碳酸盐离子生成沉淀而失活，从而起到纯化作用。般烧粉中的铁、儘等金属 元素能够提高±壤中的氧化还原电位，使重金属离子得到电子发生氧化反应，使其活性或 毒性降低也可W达到纯化的效果。
[0031] 本发明人意外发现，本发明由风化煤、般烧粉、硫铁矿渣、活性炭、巧儀憐肥组成的 重金属纯化剂能同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属，且对儒、铅、锋重金属纯化效果尤 为突出，在使用过程中，通过馨合、沉淀、吸附等复合作用将重金属污染物长期稳定。其中， 硫铁矿渣具有较大的表面积，即具有较大的表面能，起吸附作用，另外硫铁矿渣表面电荷静 电吸附和离子交换也可对重金属离子进行固定；风化煤和活性炭诱导重金属吸附、憐酸盐 和重金属生成沉淀或矿物和憐酸盐表面吸附重金属，同时活性炭对吸附后的重金属进行包 覆，防止重金属溶出，般烧粉提高±壤中的氧化还原电位，使重金属离子得到电子发生氧化 反应，另外还可将±壤中一些高价态的有毒重金属还原成低价态低毒的重金属，与大多数 重金属形成稳定的化合物；调节了 ±壤的抑值，减少污染物的返溶现象，巧儀憐肥提供巧、 儀、娃等元素，使纯化效果进一步加强，本发明的纯化剂通过协同增效的作用，能更好地满 足当前我国重金属污染±壤修复对稳定性强、无二次污染、效果持久稳定、低成本的迫切需 求。本发明的风化煤、般烧粉、硫铁矿渣、活性炭、巧儀憐肥各物质的组成比例是本领域的技 术人员经过长期的实验摸索得到的，尤其是风化煤、般烧粉、硫铁矿渣的比例，使重金属污 染物长期稳定，同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属，且不污染环境，既可^将±壤中的 重金属纯化稳定，又可W达到沃±的作用，尽可能减少对±壤性质的破坏，有利于±壤的再 利用。同时，还能降低修复成本，实现了固体废弃物的资源化利用，达到"W废治废"的目的。
[0032] 本发明的有益效果如下：
[0033] 1、本发明所述的重金属纯化剂使重金属污染物长期稳定，充分发挥了原料的共同 作用，同时纯化农田±壤中儒、铅、锋的重金属，使重金属污染物长期稳定从而降低重金属 的移动性，减弱±壤中重金属的危害。能有效纯化稳定±壤中的重金属；物料的投加顺序可 W迅速与重金属相结合，反应更充分，所得的重金属稳定效果更好。
[0034] 2、本发明所述的复合稳定剂不仅可^将±壤中的重金属纯化稳定，而且采用的原 料环境友好性较强，巧儀憐肥提供巧、儀、娃等元素，使纯化效果进一步加强，本发明的纯化 剂通过协同增效的作用，能较大幅度的提高±壤有机质含量和阳离子交换量，达到沃±的 目的。该复合稳定剂原料来源广泛易得，制备和使用方法简单易行，修复成本低，实现了工 业固体废弃物和农林废物的资源化利用，达到"W废治废"的目的。
【具体实施方式】
[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用 于限定本发明。所述的实施例仅是发明的一部分实例，而不是全部的实施案例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
[0036] 实施