用于处理污染土壤的镉固定剂及该土壤的处理方法

用于处理污染土壤的镉固定剂及该土壤的处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于处理污染土壤的镉固定剂及该土壤的处理方法。镉固定剂由石灰、木炭和植物有机肥组成，石灰的加入量为待处理污染土壤重量的3.7～4.6％，木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3～6.9％，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的1.0～4.0％；待处理污染土壤中有效态镉含量为6～7mg／kg。本发明提供的镉固定剂能将污染土壤中有效态镉含量从6.6mg／kg降低至3.1mg／kg。经过处理的污染土壤中重金属有效态含量降低至植物可承受的范围，可挑选镉超富集植物进行后续修复。为重金属污染土壤治理提供了另一种可选修复模式。
【专利说明】用于处理污染土壤的镉固定剂及该土壤的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤中有效态镉固定剂领域，特别地，涉及一种用于处理污染土壤的镉固定剂及该土壤的处理方法。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展，镉在工业生产中运用广泛，一些企业随意排放生产废水，含镉废水在渗透到地下水层前，需要经过大量土壤层，土壤层将废水中的镉吸附，净化了废水，但土壤也受到污染。近年来，毒大米事件频发，大米中的镉主要来自于种植水稻的土壤中的有效态镉。当水稻种植的土壤镉含量超标，水稻吸收的镉过量并最终囤积于水稻种子一大米中。
[0003]现有的降低土壤重金属的方法中的化学固定法通过选取合适的固定剂，将土壤中的有效态重金属转化为不能被植物吸收利用的化学物质，从而达到降低土壤中有效态重金属的目的。化学固定法使用简便，仅需将固定剂加入土壤中，待转化完全即可直接耕种，因而受到广泛的关注。
[0004]化学固定法中固定剂的选择是关键。有机类固定剂容易造成土壤污染，因而将其加入土壤中后，虽然能降低有效态镉含量，但易对土壤造成二次污染。天然矿物类固定剂对重金属的固定率比较低，一般在30%以下。因而现有技术中将研究重点集中于多种固定剂复配以调高对有效态重金属的固定修复作用。但现有的复合化学固定剂主要用于处理中轻度污染，用化学固定法处理重 度污染土壤效果并不理想。因此，研究出处理重度镉污染土壤的环境友好型化学固定剂，是目前亟待解决的关键问题。

【发明内容】

[0005]本发明目的在于提供一种用于处理污染土壤的镉固定剂及该土壤的处理方法，以解决现有技术中镉固定剂对重度污染土壤处理效果差的技术问题。
[0006]为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理污染土壤的镉固定剂，镉固定剂由石灰、木炭和植物有机肥组成，石灰的加入量为待处理污染土壤重量的3.7~4.6 %，木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~6.9 %，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的1.0~4.0% ;待处理污染土壤中有效态镉含量为6~7mg / kg。
[0007]进一步地,石灰的加入量为待处理污染土壤重量的4.15~4.6%,木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的
3.0 ~4.0%。
[0008]进一步地,石灰和木炭的粒径均小于5_。
[0009]根据本发明的另一方面还提供了一种污染土壤的处理方法，方法包括以下步骤:
[0010]I)破碎待处理污染土壤；
[0011]2)将石灰与木炭加入待处理污染土壤中，混合，得到混合物，浸湿、搅匀、静置混合物得到中间物；[0012]3)向中间物加入植物有机肥，放置得到净化土壤；其中，
[0013]石灰的加入量为待处理污染土壤重量的3.7~4.6%,木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~6.9%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的1.0~4.0% ;待处理污染土壤中有效态镉含量为6~7mg / kg。
[0014]进一步地,石灰的加入量为待处理污染土壤重量的4.15~4.6%,木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的3.0 ~4.0%。
[0015]进一步地，静置时间为I~2天；放置时间为大于2天；浸湿步骤中洒水量为待处理污染土壤重量的30~45%。
[0016]根据本发明的另一方面还提供了一种污染土壤的处理方法，方法包括以下步骤:
[0017]I)破碎待处理污染土壤，将植物有机肥浸泡过夜得到有机肥液；
[0018]2)将石灰与木炭加入待处理污染土壤中得到混合物，再将有机肥液加入混合物中，浸湿、搅匀、放置得到净化土壤；
[0019]石灰的加入量为待处理污染土壤重量的3.7~4.6%,木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~6.9%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的1.0~4.0% ;待处理污染土壤中有效态镉含量为6~7mg / kg。
[0020]进一步地,石灰的加入量为待处理污染土壤重量的4.15~4.6%,木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的
3.0 ~4.0%。
[0021]进一步地,土壤粒度为2~5mm。
[0022]本发明具有以下有益效果:
[0023]本发明提供的镉固定剂能将污染土壤中有效态镉含量从6.6mg / kg降低至
3.1mg / kg。经过处理的污染土壤中重金属有效态含量降低至植物可承受的范围，可挑选镉超富集植物进行后续修复。为重金属污染土壤治理提供了另一种可选修复模式。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】

【附图说明】
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0026]图1是本发明优选实施例1的土壤中有效态镉含量-pH变化示意图；
[0027]图2是本发明优选实施例2的土壤中有效态镉含量-pH变化示意图；
[0028]图3是本发明优选实施例3的土壤中有效态镉含量-pH变化示意图；
[0029]图4是本发明优选实施例4的土壤中有效态镉含量-pH变化示意图；以及
[0030]图5是本发明优选实施例5的土壤中有效态镉含量-pH变化示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。[0032]本发明提供的固定剂将石灰、木炭和植物有机肥混合使用，使得石灰发挥的化学反应沉淀作用与木炭的吸附作用和有机肥的肥田作用协同发挥作用。在将污染土壤中有效态镉含量从6~7mg / kg降低至3.1mg / kg的同时保持土壤pH值维持中性。
[0033]本文中植物有机肥是以植物为原料，按常规肥料发酵工艺将各类植物残渣如作物秸杆、树叶、杂草、锯末、酒糟、糠醛渣中难以被微生物分解的物质分解为易于被植物吸收的大分子有机物的物质，所得到的物质即为植物有机肥。制作方法可以为当不限于:用作物秸杆、树叶、杂草、锯末、酒糟、糠醛渣等植物废弃物做原料。先将原料水分控制在70 %左右，如原料中水分较少，要用水浇湿浇透，保证水分适当。较长的作物秸杆如玉米杆、高梁杆需进行粉碎(因原料太长，不便拌种和翻倒)。每1000公斤干基原料用水浇湿浇透后可用5公斤菌液+1%的豆饼或尿素拌均，撒在原料中翻倒混匀，然后堆成宽2米、高I米长度不限的条形堆，用塑料布盖好即可。经过24小时堆内温度可达50°C左右，48小时温度可上升至70°C左右，经过几天的持续高温，堆温逐步下降，大约二周左右时间，发酵后的原料全部腐熟，原料中的虫卵、草籽及病源菌全被杀死，秸杆变成褐色或黑褐色，堆体比刚堆时塌陷I / 3或I / 2。发酵后的原料用手握之柔软有弹性，干时很脆，容易破碎。此时秸杆等原料发酵过程全部完成，得到植物有机肥。本文中所处理的污染土壤具体是指:重金属有效态镉含量为6~7mg / kg ;pH值为6.5~7.0的土壤。木炭为普通木材烧火后形成,主要为黑炭。石灰为工业级的生石灰，该类生石灰获取容易方便，价格低廉，利于本发明镉固定剂的推广和使用。
[0034]本发明提供了一种污染土壤镉固定剂由石灰、木炭和植物有机肥组成，石灰的加入量为待处理污染土壤重量的3.7~4.6%,木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~6.9%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的1.0~4.0%。
[0035]将固定剂按上述比例加入待处理污染土壤后，石灰与污染土壤中有效态镉(反应活性强的镉)发生化学反应，将有效态镉转变为镉碱沉淀物，如氢氧化镉、碳酸镉等。所生成的沉淀物呈碱性，当有效态镉含量较高时，大量的碱性沉淀物会使土壤呈碱性。不利于耕种植物。木炭为多孔结构能将碱性沉淀物吸附到木炭内部。被吸附的沉淀物无法轻易脱离木炭的吸附因而不会对土壤的酸碱性造成影响。同时木炭的吸附还有缓冲土壤酸碱度的作用。有机肥不仅对土壤中的有效态镉有一定的吸附作用，而且还能与木炭与石灰协同发挥作用，使得经过处理后的土壤中有效态镉含量降低，同时维持土壤为中性，即使外部环境再变化也能保持以及固定的有效态镉不再析出，防止由于环境变换导致土壤PH值发生改变。同时有机肥本身还能提升土壤的肥力，为后续再次使用提供方便。
[0036]优选的固定剂中石灰的加入量为待处理污染土壤重量的4.15~4.6%，木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3~4.6%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的3.0~4.0%。按此比例添加固定剂能最大限度的降低土壤中有效态镉含量，同时维持土壤长时间保持中性。更优的加入比例为固定剂中石灰的加入量为待处理污染土壤重量的
4.6%，木炭的加入量为待处理污染土壤重量的2.3%，植物有机肥的加入量为待处理污染土壤重量的4.0%。
[0037]土壤本身粒径为2~5mm,优选为3mm。为了提高固定剂中的石灰、木炭与土壤颗粒的接触面积，使土壤与石灰、木炭充分接触发生反应，因而优选将石灰和木炭的粒径破碎至小于5_。二者粒径接近，反应界面大，有利于反应深入发生，能有效降低土壤中有效态镉的含量。
[0038]有机肥中有机质含量为肥料中植物残渣和微生物的含量。当有机肥的有机质为45 %时,此时有机肥与石灰、木炭的协同效果最优。
[0039]该固定剂可以按本领域常用加入方法加入，如将石灰、木炭和有机肥按比例同时加入土壤中，浸润、搅拌、放置后得到净化后的土壤。本发明的另一方面还提供了两种上述污染土壤镉固定剂的使用方法。
[0040]第一种方法包括以下步骤:
[0041]I)破碎污染土壤；
[0042]2)将石灰与木炭加入污染土壤中，混合，得到混合物，浸湿、搅匀、静置混合物得到中间物；
[0043]3)向中间物加入植物有机肥，放置得到净化土壤；
[0044]将木炭与石灰先加入土壤中。经过浸润和静置后，混入土壤的木炭和石灰能在润湿的土壤中首先与有效态镉发生反应和吸附作用，使其中的有效态镉生成沉淀并被吸附。之后加入的植物有机肥则能在此基础上进一步的将为被反应和吸附掉的有效态镉固定住。同时能进一步维持土壤的PH值。该方法中石灰、木炭和植物有机肥的加入比例为按上述固定剂的比例加入。
[0045]按上述方法使用该镉固定剂能有效提高该镉固定剂对土壤中有效态镉的固定效果。优选的静置时间为 I~2天；放置时间为大于2天；浸湿步骤中洒水量为土壤重量的30~45%。静置时间较短，但此时石灰和木炭与有效态镉的反应效果最强烈，此时加入有机肥能更有效的推进有机肥对土壤中有效态镉的处理作用。
[0046]放置时间为常规的固定处理时间，多为一周左右。
[0047]浸湿步骤中为了提高木炭与石灰和土壤的反应效率，洒水量为土壤重量的30~45%。此时土壤颗粒间彼此粘结，混入土壤颗粒间的石灰与木炭颗粒在水润湿的作用下，获得较大的润湿角，反应界面进一步加大，利于反应的发生。该洒水量既能保证土壤颗粒间的界面润湿效果，又能防止加入过多的水使得土壤颗粒间润湿界面过度稀释，无法发挥作用。
[0048]第二种应用方法，包括以下步骤:
[0049]I)破碎污染土壤，将植物有机肥浸泡过夜得到有机肥液；
[0050]2)将石灰与木炭加入土壤中得到混合物，再将有机肥液加入混合物中，浸湿、搅匀、放置得到净化土壤。
[0051]第二种应用方法是首先将有机肥浸泡过夜获得有机肥液。通过浸泡有机肥中的有效物质和成分充分析出，在后续使用过程中能更好的降低土壤中的有效态镉的含量。先将石灰和木炭加入土壤中得到混合物，再将有机肥液加入混合物，此时有机肥液与土壤中的有效态镉发生反应，为后续加入的提供较好的反应环境，从而提高固定剂的使用效果。有机肥加入浸湿所需水量的水中进行浸泡过夜得到有机肥水。此处的放置时间为大于2天，约7天左右。该方法中石灰、木炭和植物有机肥的加入比例为按上述固定剂的比例加入。
[0052]实施例
[0053]以下实施例中所用物料均为市售。植物有机肥购自江苏华得来农资贸易有限公司，所购为颗粒状成品。
[0054]植物有机肥制备方法:用作物秸杆、树叶、杂草、锯末、酒糟、糠醛渣等植物废弃物做原料。先将原料水分控制在70%左右，如原料中水分较少，要用水浇湿浇透，保证水分适当。较长的作物秸杆如玉米杆、高梁杆需进行粉碎(因原料太长，不便拌种和翻倒)。每1000公斤干基原料用水浇湿浇透后可用5公斤菌液+1%的豆饼或尿素拌均，撒在原料中翻倒混匀，然后堆成宽2米、高I米长度不限的条形堆，用塑料布盖好即可。经过24小时堆内温度可达50°C左右，48小时温度可上升至70°C左右，经过几天的持续高温，堆温逐步下降，大约二周左右时间，发酵后的原料全部腐熟，原料中的虫卵、草籽及病源菌全被杀死，秸杆变成褐色或黑褐色，堆体比刚堆时塌陷I / 3或I / 2。发酵后的原料用手握之柔软有弹性，干时很脆，容易破碎。此时秸杆等原料发酵过程全部完成，得到植物有机肥。
[0055]发酵中所用菌种为生物发酵剂，购自河南新力源农业科技有限公司。
[0056]实施例1
[0057]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过2_筛。称取筛下土壤，按土壤重量4.6%称取石灰，按土壤重量2.3%称取粒径3_木炭粉，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量35%的体积的水，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，放置2天后，按土壤重量4 %称取植物有机肥投入土壤中，搅匀，放置5天。
[0058]参见图1，使用镉固定剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉固定剂后土壤中镉有效态含量为3.13mg / kg。经过处理前后土壤pH值6.50上升至6.95。说明本发明提供的固定剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0059]经过固定后对土壤施以p H值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.09mg / kg ο
[0060]实施例2
[0061]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过3mm筛。称取筛下土壤，按土壤重量4.6%称取石灰，按土壤重量4.60%称取直径为3_的木炭粉，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量30 %的体积的水，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，放置2天后，按土壤重量3 %称取植物有机肥，投入土壤中，搅拌均匀，放置5天。
[0062]参见图2，使用镉固定剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉固定剂后土壤中镉有效态含量为3.48mg / kg。经过处理前后土壤pH值6.50上升至6.78。说明本发明提供的固定剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0063]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.45mg / kg ο
[0064]实施例3
[0065]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过2_筛。称取筛下土壤，按土壤重量4.0%称取石灰，按土壤重量4.5%称取直径为3_的木炭粉，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量40%的体积的水，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，放置I天后，按土壤重量2 %称取植物有机肥，投入土壤中，搅拌均匀，静置6天。
[0066]参见图3，使用镉固定剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉固定剂后土壤中镉有效态含量为3.39mg / kg。经过处理前后土壤pH值6.50上升至6.62。说明本发明提供的固定剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0067]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.34mg/gk。
[0068]实施例4
[0069]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过2_筛。称取筛下土壤，按土壤重量3.7%称取石灰，按土壤重量5.58%称取直径为3_的木炭粉，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量40 %的体积的水，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，放置2天后，按土壤重量I %称取植物有机肥，投入土壤中，搅拌均匀，放置5天。
[0070]参见图4，使用镉固定剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉固定剂后土壤中镉有效态含量为3.52mg / kg ο经过处理前后土壤pH值6.46上升至6.53。说明本发明提供的固定剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0071]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.55mg / kg 。[0072]实施例5
[0073]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过Imm筛。称取筛下土壤，按土壤重量4.15%称取石灰，按土壤重量5.5%称取直径为3_的木炭粉，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量35%的体积的水，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，放置2天后，按土壤重量I %称取植物有机肥，投入土壤中，搅拌均匀，放置5天。
[0074]参见图5，使用镉固定剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉固定剂后土壤中镉有效态含量为3.50mg / kg ο经过处理前后土壤pH值6.46上升至6.69。说明本发明提供的固定剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0075]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.55mg / kg 。[0076]实施例6
[0077]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过2_筛。称取筛下土壤，按土壤重量4.6%称取石灰，按土壤重量2.30%称取直径为3_的木炭粉，按土壤重量4%称取植物有机肥，并将有机肥用混合物重量45%的体积的蒸馏水浸泡过夜，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。振荡2小时，使其充分混匀，浸润，静置5天。
[0078]使用镉钝化剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉钝化剂后土壤中镉有效态含量为3.13mg / kg。经过处理前后土壤pH值6.50上升至7.01。说明本发明提供的钝化剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0079]经过钝化后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.09mg / kg 。[0080]实施例7
[0081]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过2mm筛。称取筛下土壤，按土壤重量I %称取植物有机肥，用土壤重量35 %的水浸泡过夜，投入土壤中，搅拌均匀，再按土壤重量3.7%称取石灰，按土壤重量5.58%称取直径为3_的木炭粉，搅拌均匀，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，静置9天。
[0082]使用镉钝化剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉钝化剂后土壤中镉有效态含量为3.52mg/kg。经过处理前后土壤pH值6.46上升至6.53。说明本发明提供的钝化剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0083]经过钝化后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.55mg / kg ο
[0084]实施例8
[0085]将重金属镉污染中性土壤风干，磨碎过1_筛。称取筛下土壤，按土壤重量4.6%称取石灰，按土壤重量6.90%称取直径为3_的木炭粉，按土壤重量2%称取植物有机肥，分别投入土壤中，并混匀，得到混合物。向混合物中淋入混合物重量40%的体积的水，振荡2小时，使其充分混匀，浸润，静置7天。
[0086]使用镉钝化剂前土壤中镉有效态含量，该含量为6.5Img / kg。使用镉钝化剂后土壤中镉有效态含量为3.50mg / kg。经过处理前后土壤pH值6.46上升至6.69。说明本发明提供的钝化剂能有效降低中性土壤中有效态镉的含量，同时能维持土壤的PH值稳定，而且土壤中有效态镉含量降低效果显著。
[0087]经过钝化后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量为 3.55mg / kg ο
[0088]对比例I
[0089]与实施例1的区别在于为加入的石灰量仅为土壤重量的3.6%，木炭的加入量为土壤重量2.1%，木炭的加入量为土壤重量的0.9%。
[0090]经过处理后土壤中镉有效态含量为5.68mg / kg。经过处理前后土壤pH值由6.46上升至6.86。
[0091]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量上升至5.73mg / kg ο
[0092]对比例2
[0093]与实施例6的区别在于石灰的加入量为土壤重量的4.8%，木炭的加入量为土壤重量的7.0%，植物有机肥的加入量为土壤重量的4.2%。
[0094]经过处理后土壤中镉有效态含量为2.25mg / kg。经过处理前后土壤pH值由6.46上升至12.14。
[0095]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量上升至3.29mg / kg ο
[0096]对比例3
[0097]与实施例1的区别在于以腐植酸代替植物有机肥，其添加量为土壤重量的3%。
[0098]经过处理后土壤中镉有效态含量为4.33mg / kg。经过处理前后土壤pH值由6.46降低至6.39。
[0099]经过固定后对土壤施以pH值为8~9的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量上升至4.37mg / kg ο[0100]对比例4
[0101]与实施例1的区别在于以秸杆灰代替植物有机肥，其添加量为土壤重量的2%。
[0102]经过处理后土壤中镉的有效态含量为4.52mg / kg。经过处理前后土壤pH值由
6.46升高至6.55。
[0103]经过固定后对土壤施以pH值为4~5的水，并静置2周，检测土壤中有效态镉含量上升至4.55mg / kg ο
[0104]由上可见实施例1~8中，使用本发明提供的固定剂后，最优实施例中污染土壤中的有效态镉含量从实验前的6.6mg / kg降低至固定后的3.1mg / kg, 土壤的pH值从起始的6.50改变至6.95。对固定后土壤喷淋酸性或碱性水后，土壤中有效态镉的含量并没有明显升高。说明采用本发明提供的固定剂处理重度污染的土壤能将污染土壤中的有效态镉含量降低40%以上，同时能保持经过固定后土壤的pH值维持在中性附近。本发明的镉固定剂主要涉及化学沉淀及物理吸附但当外界环境发生改变如降酸雨的情况下，外界条件发生改变而导致化学反应条件失效的情况下。由于吸附等作用的存在土壤中已经被固定的有效态镉并不会再次脱出，造成污染，说明本发明提供的固定剂固定效果持久，能耐受外界环境改变。
[0105]本发明提供的固定剂成本低，用量少，实施例1~7中石灰、木炭和有机肥的用量仅为土壤重量的5%以内。原料仅为常见的工业石灰、木炭与植物有机肥，这三种药剂来源广泛，且对土壤无破坏作用。有机肥加入后，还可使土壤的肥力水平得到提高。有利于后续超富集植物的种植。
[0106]实施例6~8相对实施例1~5的最大不同在于有机肥的加入方式发生了改变，此时土壤中有效态镉含量降低效果仍然明显，同时经过处理后土壤的PH值仍然能维持在中性附近。当外界条件发生改变后，土壤中有效态镉含量仍然能保持固定后的水平。说明换种有机肥的添加方式，仍然能得到较优的处理效果。
[0107]由对比例I~2可知，当石灰、木炭和有机肥中任意2个成分的加入量不在本发明提供的范围内时，经过处理后的土壤要么有效态镉含量过高，要么土壤pH至过高，土壤盐碱化严重，要么外界环境改变后，土壤中以及固定的有效态镉又再次升高。使得经过处理的土壤无法同时获得3种效果。由对比例3~4可知，当用腐植酸或焚烧后的秸杆灰等物质代替植物有机肥，而且腐植酸或秸杆灰的用量在植物有机肥的优选范围内时，经过处理后土壤中有效态镉含量虽然会有所降低，但降低幅度较小，仅能降低至4.33~4.5mg / kg，其固定效果远不及本发明提供的镉固化剂。
[0108]以上所述仅为本 发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于处理污染土壤的镉固定剂，其特征在于，所述镉固定剂由石灰、木炭和植物有机肥组成，所述石灰的加入量为所述待处理污染土壤重量的3.7~4.6%，所述木炭的加入量为所述待处理污染土壤重量的2.3~6.9%，所述植物有机肥的加入量为所述待处理污染土壤重量的1.0~4.0% ;所述待处理污染土壤中有效态镉含量为6~7mg / kg。
2.根据权利要求1所述的镉固定剂，其特征在于，所述石灰的加入量为所述待处理污染土壤重量的4.15~4.6%,所述木炭的加入量为所述待处理污染土壤重量的2.3~4.6%,所述植物有机肥的加入量为所述待处理污染土壤重量的3.0~4.0%。
3.根据权利要求1或2所述的镉固定剂，其特征在于，所述石灰和所述木炭的粒径均小于 Smnin
4.一种污染土壤的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 1)破碎所述待处理污染土壤； 2)将石灰与木炭加入所述待处理污染土壤中，混合，得到混合物，浸湿、搅匀、静置所述混合物得到中间物； 3)向所述中间物加入植物有机肥，放置得到净化土壤；其中， 所述石灰的加入量为所述待处理污染土壤重量的3.7~4.6%,所述木炭的加入量为所述待处理污染土壤重量的2.3~6.9%，所述植物有机肥的加入量为所述待处理污染土壤重量的1.0~4.0% ； 所述待处理污染土壤 中有效态镉含量为6~7mg / kg。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量为所述待处理污染土壤重量的4.15~4.6%,所述木炭的加入量为所述待处理污染土壤重量的2.3~4.6%,所述植物有机肥的加入量为所述待处理污染土壤重量的3.0~4.0 %。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述静置时间为I~2天；所述放置时间为大于2天；所述浸湿步骤中洒水量为所述待处理污染土壤重量的30~45%。
7.一种污染土壤的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 1)破碎所述待处理污染土壤，将植物有机肥浸泡过夜得到有机肥液； 2)将石灰与木炭加入所述待处理污染土壤中得到混合物，再将所述有机肥液加入所述混合物中，浸湿、搅匀、放置得到净化土壤；其中， 所述石灰的加入量为所述待处理污染土壤重量的3.7~4.6%,所述木炭的加入量为所述待处理污染土壤重量的2.3~6.9%，所述植物有机肥的加入量为所述待处理污染土壤重量的1.0~4.0% ； 所述待处理污染土壤中有效态镉含量为6~7mg / kg。
8.根据权利要求7述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量为所述待处理污染土壤重量的4.15~4.6%,所述木炭的加入量为所述待处理污染土壤重量的2.3~4.6%,所述植物有机肥的加入量为所述待处理污染土壤重量的3.0~4.0%。
9.根据权利要求4~8中任一项所述的方法，其特征在于，所述土壤粒度为2~5mm。
【文档编号】B09C1/08GK103788955SQ201410066642
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】陈伟, 李倩, 黄顺红, 袁翠玉, 欧阳坤, 万斯, 王兵, 赵丹, 徐溢, 孙建德, 彭新平, 万文玉, 朱安玲, 尹柳娟 申请人:湖南有色金属研究院