一种适用于稻田土壤镉污染的复合钝化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于±壤改良和环境保护技术领域，尤其设及一种适用于稻田±壤儒污染 的复合纯化剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于工业废水的过量排放、各种化肥杀虫剂的广泛使用，导致重金属污染 日益严重。随着工矿业等发展，人类活动对±壤环境的介入程度越来越高，重金属污染已呈 日趋严重之势，对生态环境和人体健康影响最大的重金属主要有化、CtPb和As等，其中儒 (化血ium，Cd)是最重要的重金属污染物之一，在±壤中具有较强的化学活性，与其他重金 属相比，更易被植物吸收，残留在植物的可食用部分，并通过食物链富集危害人体健康。据 统计，全世界每年由于人为因素向环境中释放的Cd有3万吨左右，其中82%~94%的Cd 进入到±壤中。据报道，我国受Cd污染的农田面积已达到2万hm2,并有逐渐加重的趋势。
[0003] 水稻（化yza sat iva L.)是世界上最主要的粮食作物，全球50%w上的人口 W 大米为主食。水稻更是我国第一大作物，种植面积大、产量高、分布范围广，也是我国人们的 传统主食之一。儒具有较强的迁移性和植物吸收的隐蔽性，并且水稻对Cd的生理耐受力较 强，因此Cd对水稻的污染具有很强的隐蔽性和危险性。每年因农田儒污染而生产的"儒米" 达5. 0X 107kg，Cd污染已给我国粮食生产安全和人民健康带来了风险和危害。
[0004] 现有技术中，对于重金属污染±壤的修复主要包括物理、化学和生物Ξ大类修复 方法，每种修复方法都有其优缺点。目前，针对±壤中多种重金属并存的复合污染的修复主 要集中在化学纯化法。运种方法具有成本较低、修复快速、操作简单等特点，对大面积±壤 重金属污染的修复具有较好的优越性，能更好地满足当前我国治理±壤重金属污染W及保 障农产品安全生产的迫切要求。
[0005] 化学纯化剂包括有机纯化剂和无机纯化剂。施用无机纯化剂能大幅度降低±壤中 有效态重金属的含量，进而有效抑制植物体内含量，但大量施用无机纯化剂会对±壤的物 理性质产生一定的影响，整体肥力水平也会下降。一般的纯化剂主要W无机材料为主，虽然 无机纯化剂纯化效果持久，却会对±壤性质造成极大的破坏。有机纯化剂兼具纯化重金属 及改善±壤理化性质两种功能，但是却存在易分解，纯化作用不持久的缺点。因此发明人致 力于寻找一种兼具无机和有机纯化剂优点的复合重金属纯化剂。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术中无机纯化剂对±壤性质破坏大、有机纯化剂纯化作用不持 久、单独应用均存在不足的问题，本发明提供一种既能同时降低纯化剂对±壤性质的破坏 程度、又能加强纯化剂纯化作用持久性的±壤重金属儒污染的复合纯化剂。
[0007] 本发明通过下述技术方案实现：
[0008] 一种适用于稻田±壤儒污染的复合纯化剂，W重量份计，包括W下组份：壳聚糖 20-45重量份、钢基膨润± 20-40重量份、骨粉15-25重量份、石灰石15-25重量份、生物炭 5-15重量份、ZnO 1-10重量份、纳米化0 1-10重量份。
[0009] 优选地，所述的复合纯化剂包括：壳聚糖25-35重量份、钢基膨润± 25-35重量份、 骨粉20-23重量份、石灰石20-23重量份、生物炭10-13重量份、化0 5-8重量份、纳米化0 5-8重量份。
[0010] 更优选地，所述的复合纯化剂包括：壳聚糖30重量份、钢基膨润± 25重量份、骨粉 20重量份、石灰石20重量份、生物炭10重量份、ZnO 5重量份、纳米化0 5重量份。
[0011] 本发明还提供了一种适用于稻田上壤儒污染的复合纯化剂的制备方法，包括W下 步骤：
[0012] 备料：W重量份计，称取壳聚糖20-45重量份、钢基膨润± 20-40重量份、骨粉 15-25重量份、石灰石15-25重量份、生物炭5-15重量份、ZnO 1-10重量份、纳米化0 1-10 重量份，备用； 阳01引混合：研磨过筛，将干燥的原料充分研磨，过60和100目筛，取粒径小于60目且大 于或等于100目的材料，充分揽拌至混合均匀，制得复合纯化剂。
[0014] 本发明还提供了一种所述的复合纯化剂在修复儒污染稻田上的应用。具体操作 为：每千克±壤施入10-40g复合纯化剂，将复合纯化剂与所述儒污染稻田±壤混合、揽拌 均匀，保持±壤水分到达田间最大持水量的60-70%、平衡5~10天，即可进行播种或移栽。
[0015] 所述的应用中，优选平衡7天，±壤中的重金属离子通过氧化还原反应、共沉淀反 应、有机络合反应转化成不溶于水的氨氧化物W及有机络合物，使得重金属的生物有效性 降低，达到纯化目的；同时，有机质含量大幅度提高，±壤理化性得到改善。
[0016] 本发明所述的壳聚糖是一种天然高分子聚合物，在自然界中的储量仅次于纤维 素，其高分子聚合物分子链上分布着的径基、氨基、酷胺基、簇基等活性基团可W与重金属 离子发生馨合和吸附作用，但由于±壤属于比较复杂的系统，影响因素较多，壳聚糖分子并 非只是与±壤中的重金属离子发生简单化学作用来改变其离子形态，还与±壤中其他成分 或生物发生作用，从而影响到±壤的物理和化学性状。
[0017] 本发明所述的钢基膨润±，是W蒙脱石为主的含水粘±矿，吸水速度慢，但吸水率 和膨胀倍数大，具有较强的吸附性和阳离子交换性能。国内外已有大量的研究表明其对重 金属Cd、Pb、化等有较好的吸附作用。
[0018] 本发明所述的骨粉，主要成分是憐酸Ξ巧，可W有效降低酸性重金属污染±壤的 酸度、提高PH值，增强±壤的吸附性能，促使±壤重金属有效态含量和生物可给性降低，改 善作物的生长环境、提高作物的产量。
[0019] 本发明所述的石灰石，最主要的化学性质就是在较高溫度下分解成氧化巧和二氧 化碳，±壤中施用石灰石可中和±壤的酸性、改善±壤的结构、供给植物所需的巧素。
[0020] 本发明的有益效果主要体现在W下几个方面：
[0021] (1)与现有技术相比，本发明所述修复重金属儒污染稻田上壤的复合纯化剂能有 效纯化稻田±壤中的Cd、修复酸化±壤和改善±壤耕性，能显著降低±壤中有效态Cd含量 和水稻中的Cd含量，还能提高±壤抑值，用于治理广大重金属Cd污染的稻田±壤，并使水 稻产品中重金属Cd含量低于国家食品安全标准值，对保障粮食安全具有主要意义，应用前 景广阔。 阳〇巧 似本发明的原料来源广泛，配方简单，将各组分按相应配比混合即可，应用时施 入所述重金属Cd污染±壤即可，使用方便。
[0023] (3)本发明所述修复重金属Cd污染稻田±壤的复合纯化剂中所用的原料有助于 改良±壤结构，有效避免了 ±壤板结现象，增加±壤养分作用，提高水稻的生物量，所W本 发明所述复合纯化剂有很高的经济效益和生态社会效应。
[0024] (4)使用本发明的±壤重金属复合纯化剂，使被重金属污染的稻田±壤中有效态 Cd降低了 40. 7-55. 8%，对重金属的纯化作用极为显著；同时亦使水稻中的Cd含量分别下 降了 36. 2-48. 9%，±壤的抑值提高了 0. 22-0. 43。
[00对 妨反应周期短：现有技术中复合纯化剂通常需要作用15天W上，本发明所述复 合纯化剂在使用过程中，仅需5-10天即可作用完成，有效缩短了其使