专利名称：：一种原位钝化修复菜地土壤重金属污染的方法一种原位钝化修SmifctKS^污染的方法狱领域本发明涉iH:^a^污染的治理fe^，具体地说是一种原位钝化修ft^ttki:^S^M污染的施。背景駄我国是世界上的麟^和消费大国，^t植面积舰1700万公顷，总产M^iJ5亿多吨，为世界第3^出口国。然而，由于复种指数高，农药和月EMSA大，且多数分械鹏，受城市IDlk化污染影响大，我国^iikfi^i污染状况日^^重。有调鼓明，我国^fch壤Cd污染鄉严重，Cd^M标率高达24W。沈阳市近郊l万多公顷^i也普遍受至Ufi^M污染，Cd和Pb的超标率平均为91.6M;产出的大白菜中Cd^M标率高达100T。，？1)^4^标率为33.3%。由此可见，菜itkJ:壤的fi^M污染问题已严M胁到我国M安全生产，成为亟需解决的突出环境问题。目前可用于治3±^属污染的技术很多，主要包括i)物理治as^术，如客土法、电动力法以及热处理法等；2)化学治理技术，如化学m^fe法、氧化修复法、还原修复法以及化学钝化《縛；3)生物修复技术，即利用某些植物、动物、mi物来吸收、提取或固定土壤中的污染吻，其中以植^l取修复技术研究和应用较多。现有的这^h壤污染治理技术都有一定的修复效果，但也存在着駄的局限性。例如，客土法、电动力法、化学微法等成賴高，对土壤扰动大，严重斷氏土i劍巴力，而且易造成二次污染，因此只适用于治理小范围严重污染土壤以及处理突发污染事故。而植鹏取修复技术虽然因其操作简便和环境友好而受至IJ广泛关注，但目前发现的修复用植物品种剤艮，且多数生物量低，生长缓漫，适应能力差，修复效率难以满足实际应用的需要。总之，目前用于治肚Mife属污染的实用、可靠、成熟的技^1>。因此，寻求高效、经济、安全的土itS^属污染治理技术已成为摆在人们面前的重要课^一。fchiiS^属污染的化学治理技术中，原位化学钝化修复技术以其简便、效果好和经济实用靴点而受到人们的普遍翻，尤其适用于修复大面积中、轻度污染的农田土壤。它舰杜壤中投加石灰、有机物料、磷,等钝化材料，与，属元素发生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化以及氧化还原等一系列反应，进而改M^属的赋存形态，显著降低其生物有效性和可迁移性，明显纟激军錢属污^tH物生长的毒害作用，大幅M^植物对餘属的吸收累私i)Uiti^己80年ftfe原位钝化修复技术开始&A到实际应用中。目前原位钝化修复技术中常用的钝化材料包括碱性材料、含P材料、粘土矿物、铁锰氧化物以及有机物料等。其中，粘土矿物用于敏属污^±壤的钝化修复，具有原位、謝介、易操作、有效期长、对土壤理化'M和质地无影响等优点，并且作为土壤的主要组分之一，它可以增^±壤的自净能力，改善土壤的团,构。财卜，我国粘土矿物资源具有品种丰富、分布广泛、M巨大、价格^^m势，将其用于錢属污肚壤的钝化修复，不仅可以为污染环境治理麟一絲效的途径，也有利^f占土矿物资源的综合利用。常用于s^污染土壤钝化修复的天然粘土矿鹏:沸石、^E石、高岭石、凹凸棒石、海泡石和顿等，其中，以沸石、海泡石、飄石的钝化修魏果舰，而且相规究也较多。然而，粘土矿物用于fi^S污肚壤的钝化修复也存在一些问题。天然粘土矿物修复能力有限，要超U舰的修复蝶往ftffi用量駄，导致治SJ^^高，实用性穀U—定的影响；虽然MiiM:理、热处理、离子交换等改'鹏施可以改善其修复效能，但是这，施往往导致费用升高，难以大规模jir鹏。为了解^m问题，可以考虑将粘土矿物与含p材料配合《顿，一方面二者^^雜钝化修复作用，提高钝化修复的效率，M^粘土矿物用量；另一方面将粘土矿物改良土/理结构以及含p材料改善土分状况的优势结^*，充分提高土顿量，恢fct壤的生态功能和产业功能，以超lj钝化修复的目的。
发明内容本发明樹共了一种高效、经济、^的原位钝化修复^iM:iiS^污染的方法。为实5jub^目标，本发明的技术方案如下-在待修复的菜i肚壤中，根据具銜染瞎况，ffiA海泡石和磷酸二氢转，充分混匀。所施用的海泡石为100-200目矿粉，产地不限，施用量为干±^的3%-9%。所施用的磷酸二氢转为农用的过磷,或重过磷mi丐化肥，施用量为干土重的0.25%，以纯磷酸二氢钙计，化肥可按含P量折算。考虑到钝化材料与污染土壤充分接触有利于提高钝化修复的效果，在现场j顿时，可先用农业机嫩每污針Mli耕，并将土i射丁碎，然后ifcfit钝化材料，再次翻耕混匀，即可种植蔬菜。采用该方法钝化修复重金属污染土壤的原理在于粘土矿tr海泡石具有较强的表面吸附和离子交换能力，可溶性磷鹏磷酸二氢钓可以14±1交体对重纖离子的吸附，也可以和餘属元素发生反应生成磷MS沉淀。二者被添加到污^±壤中以后，可以和土壤中的魅属元素发生专性吸附、表面络合、离子交换以及共、沉淀等一系列反应，{4±壤中的,属元素由活性较高的形态向活性低的形态转化，从而降低mil的生物有效性和可迁移性，超幌化修复的目的。本发明具有如下优点(1)修复效果好。本发明合魁也配合亍柳钝化材料海泡石和磷酸二氢铞，ffl3i二者与重金J元素发生吸附、络合、沉淀等反应，显著斷氐其生物有效性和可迁移性；同时，海泡石可以提高土壤自净能力，磷酸二氢转可以改善土翻巴力状况，二者K^起来4顿可以有效提高土驗量，恢复菜i肚壤的生态功能和产业功能。(2)原料来源广泛，駄低廉。海泡石在我国《糧巨大，在河北、湖南、江西、江苏等省均有广泛分布,价格较低，且在本发明中所用的海泡石不需要改1^g施处理，原矿粉即可，不限产地;而磷酸二氢f5则直接舰常见的磷肥，来源充足，价榭驢。(3)翻范围广。本发明的钝化修复方法可以在大面积中、總污染的±壤中{顿，对于由多种S^元素弓胞的复合污染也有显著的媒，同时现场《顿方法简单，不雜二次污染，可以大规模,細。图1为^i例1中不同钝化处理下油±部干重示意图；图2为实施例1中不同钝化处理下土^t^[态Cd含i^意图。鄉例l:原位钝化修复镉污肚壤供^±自湖北大冶，pHft^j7.20，总Cd^S为1.20mg/kg，属于feg镉污^i:壤。实验设有二类处理海泡石单一处理(s)以及海泡石与磷酸二氢药复合处理(s+p)。前者:fcL壤中分别添加质量比为3%、6%、9%过200目筛的海泡W粉；后者除了添加相同用量的海泡石外，同时添加0.25%的磷酸二氢鈣；以不添加钝化材料作为对照处理(CK)。将土^f钝化材料充分混匀，并ffiA—定量的尿素和磷酸二氢钾作为基肥，^A塑料盆中，每盆装土2.5kg，各处理重复3次。陈化l个月后衞中油菜，每日用去离子水浇灌，^牡衝JC鄉持在田间持zK量的6TO左右。油菜生长60天后收获取样，采用硝l高氯酸法消解，原子吸收分光^g法测定植物样品中的Cd含量，采用隠浸提法提取测定土壤中有效态Cd的含量。不同钝化处SXt油菜iith部干重的影响见图1。由图1可知，海泡石与磷M&的复合处理可以显著提高油^iikJ:部干重，最大为对照的1.84倍；而海泡石单一处理则朴油^iiU:部干重没有显著影响。由此可见，海泡石与磷ma复合处理的增产作用明显优于海泡石单一处理。不同钝化处m油菜iiU:部Cd含量的影响如表l所示。随^M化材f4^加量的增加，油菜干样itki:部Cd含4^著下,势。在相同海泡石投加量下，复合处理的iiU:部Cd含量始终显著低于单一处理。在9°/旖泡石单一处理中，油菜干样i11i:部Cd含量比对照斷氐28。/。；而在9%海泡石与磷鹏复合处理中，油菜i处部Cd含量则附氐了66%。我国食品卫生标准GB2762-2005规定，叶^^菜Cd含量限定戯0.2mg/kg。由表1可知，在海泡石与磷麟的复合处理中，油菜鲜样Cd含量顿低于这一标准，而在海泡石单一处理中，油菜鲜样Cd含量^^S3iS—标准。由此可见，海泡石与磷鹏的复合处理在斷氏蔬凍Cd吸收、提繊紅顿量方面的作用优于海泡石单一处理。图2反映了不同钝化处m土壤有效态Cd含量的影响。由图2可知，随^化材I4^加:M加，土^w^态cd^MM步斷氐。海泡石与磷ma复合处a^土壤cdW^性的影响要比海泡石单一^baM著，在相同海泡石撤口量下，复合鹏的土M^c态cd缠台终显割氐于单一处理。在海泡石投加*^1』9%时，单一^blW^态Cd含量t:浏照斷氐38y。，而复合处理则t树照降低61%。由此可知，海泡石与磷,复合，在斷氐土壤Cd有效性方面的作用优于海泡石单一处理^"战实驗果，采用本发明的钝化修复方法可以显著斷￡±^1Cd的生鹏效性和可迁移性，M^^^cd的吸收累积，同时w^sa油菜生长，从而超ij钝化修复的目的。表l不同钝化处SXt油菜itLh部Cd含量的影响(mg/kg)钝化鹏干样对照2.690.303%海2.460.326%海2.250.289%海1.940.253%,1.120.186%,1.190.199%齡P0.900.16实施例2:原位钝化修复镉铅复合污染土壤为了进一步考察本发明的钝化修复方法对錢属复合污^±壤的修复效果，制备了模拟镉铅复合污处壤，进行了钝化修复实验。供处壤与实施例1相同，肚壤中投加Pb-300mg/kg制成镉铅复合污^zh壤。实验处理与实施例1相同。将土壤与钝化材料充分混匀，并添加一定量的尿素和磷酸二氢钾作为基肥，充分混匀，^A塑料盆中，每盆赴2,5kg，各处驢复3次。P东化l个月后播种油菜，每日用去离子水浇灌，{灶衝尺分鹏在田间持水量的60%左右。油菜生长60天后收获取样，采用硝酸、高氯酸法消解，原子吸收储鹏法测定植物样品中的Cd、Pb含量。不同钝化处理油菜iiUl部S^属含量如表2所示。随it^化材料添加量增加，油菜ilLh部Cd和Pb的含量呈不断附fel势。在相同海泡石投加量下，复合处理的iiLt部Cd、Pb含量均明显低于单一处理。在海泡石投加駄到9%时，单一处理中油菜i肚部Cd、Pb含量分别t浏照处理降低41%和29%，而在复合处理中，油菜体内Cd、Pb含量则分别斷氐了60%和36%。这表明海泡石与百粦酸复合处舰油^i灶部Cd、Pb吸收的影响要比海泡石单一处ffiM著。另外，从斷氐百分率来看，海泡石单一处理以及复合处Ji^油菜Cd吸收的影响要比Pb吸i^M著。^J^实验结果可知，6采用本发明提出的钝化修复方法可以显著斷氐污^i:壤中Cd、Pb的生t/W^性，有效M^^mCd、Pb的吸收累积。由此可知，本发明的钝化修复方M于S^复合污^i:壤也W^的修复$，，3Sffl范围,。表2不同钝化^W(t油菜itUi部^M^M的影响(nig/kg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1.一种原位钝化修复菜地土壤重金属污染的方法，其特征在于在待修复的菜地土壤中，施入海泡石和磷酸二氢钙，充分混匀。2.如权利要求i臓的原位钝化修aasikhm^i污染的施，赚征在于所鹏,泡石为100-200目矿粉，产地不限，施用動干土重的3%-9%。3.如权利要求1皿的原位钝化修复±:^1污染的方法，赚征在于所鹏的磷酸二氢钙为农用的过磷Kf5^Sl磷,似巴，施用量为干±￡的0.25%，以纯磷酸二氢铐计。4.如权利要求1臓的原位钝化修^±￡^1污染的方法，辦征在于在现场i顿时，可細M鹏各污MMis耕，并将土:t^m然后,钝化材料，再次翻耕混匀，即可用于麟种植。全文摘要本发明提供了一种原位钝化修复菜地土壤重金属污染的方法。该方法是在待修复菜地土壤中，根据具体污染情况，分别按干土重的3％-9％和0.25％施入海泡石和磷酸二氢钙，充分混匀。该方法合理地配合使用钝化材料海泡石和磷酸二氢钙，通过二者与重金属元素发生吸附、络合、沉淀等反应，显著降低土壤重金属的生物有效性和可迁移性，同时提高土壤自净能力，改善土壤肥力状况，使其能够生产出优质、高产的蔬菜产品，从而恢复菜地土壤的生态功能和产业功能。该发明的优点在于原料来源广泛，使用方法简单，成本低廉，修复效果好，适用范围广，且不会引起二次污染，具有良好的生态效益和经济效益。文档编号B09C1/00GK101664757SQ20091007071公开日2010年3月10日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者扬孙,徐应明,梁学峰,林王,旭秦申请人:农业部环境保护科研监测所