一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土壤修复治理技术领域，特别涉及一种原位修复汞污染农田的钝化剂 及使用方法。
【背景技术】
[0002] 汞及其化合物具有很强的神经毒性和致畸作用，积累效应和遗传毒性显著，可以 通过呼吸、皮肤接触以及食物链等形式进入人体，对人类健康造成了极大危害。土壤汞污染 是汞污染问题的重要组成部分，尤其是农田汞污染已直接影响到要粮食安全问题，在我国 贵州万山地区表现得尤为明显。
[0003] 对于汞污染的修复治理，一直以来缺乏可规模化应用的技术，相对而言稳定化技 术是一种较为成熟且经济可行的方法，但目前常用的稳定剂（即钝化剂）类型单一，可推广 性差，如硫化物、磷酸盐等，均存在添加量大、试剂不稳定、长期效果差等问题。
[0004] 如公开号为CN103639194A的发明专利中，提出以钠基膨润土为原料钝化修复汞 污染土壤，但仅可稳定65%以上的汞，对土壤中含水率有严格要求，且周期为三个月。
[0005][0006][0007][0008][0009][0010] 因此，对于钝化剂的革新是该技术的核心。
【发明内容】
[0011] 本发明为克服上述钝化剂的不足，提出一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用 方法，以火山石为载体，通过硫代硫酸盐改性，辅以磷酸盐与草酸进行PH调节，并通过铁盐 调节氧化/还原性。
[0012] 本发明所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于钝 化剂各组分质量比为，火山石：硫代硫酸盐：磷酸盐与草酸总量：铁盐=1 : (0.2~ 0· 3) : (0· 1 ~0· 2) : (0· 02 ~0· 05)。
[0013] 本发明所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于磷酸盐 与草酸质量比以pH确定，配制试剂pH为7. 2~8. 0。
[0014] 本发明所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于钝化剂 制备方法为：火山石粉碎过筛100目，按比例加入硫代硫酸盐，加入适量水（能够搅拌即 可）加热至50°C以上，搅拌反应30min后加入铁盐，继续搅拌lOmin，冷却至常温，配备磷酸 盐和草酸混合物加入，充分混合后风干粉碎，过筛60目。
[0015] 本发明所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于该钝化 剂添加量为修复土壤量的〇. 1 %~〇. 5%，可于施肥前加入或与肥料混合加入，直接翻耕进 入农田表层30cm 土壤中，反应周期应大于一周。
[0016] 该钝化剂合成工艺简单，能够在降低作物汞含量同时，保持农田土壤活性。
[0017] 本发明一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其主要机理为螯合、氧化 /还原、沉淀、吸附作用，其中有火山石骨架为载体，通过其表面改性官能团对零价汞进行 吸附、络合，所搭载硫代硫化物分解形成硫化物，可与汞离子形成稳定的硫化汞，铁盐可调 节不稳定态的汞离子转化与磷酸根、草酸根等进行螯合反应形成生物有效性极低的残渣态 汞；同时由于试剂的弱碱性可中和酸性污染土壤（汞污染农田均偏弱性），火山石的矿物特 性可保证试剂对于极端酸碱外界条件起到缓冲作用。考虑到火山石表面的正电荷性，可对 生物膜富载，有利于农作物的生长。
[0018] 与传统钝化试剂相比，本发明提出的钝化剂，无毒副作用、针对性强、添加量少、快 速可靠，同时能够保持农田土壤活性。本发明适用于汞污染农田土壤的稳定化，但不仅限于 此，同时适用于其它土壤，如尾矿、矿渣、底泥、飞灰等以及汞复合污染情况。
【具体实施方式】
[0019] 钝化剂以火山石为载体，通过硫代硫酸盐改性，辅以磷酸盐与草酸进行pH调节， 并通过铁盐调节氧化/还原性。火山石粉碎过筛100目，按比例加入硫代硫酸盐，加入适量 水（能够搅拌即可）加热至50°c以上，搅拌反应30min后加入铁盐，继续搅拌lOmin，冷却 至常温，配备磷酸盐和草酸混合物加入，充分混合后风干粉碎，过筛60目。。
[0020] 其具体实施例有：
[0021] 实施例1 :取磨碎过100目筛火山石2kg，混合加入硫代硫酸钠0. 4kg，加水5L，加 热至50°C，搅拌30min后加入0.04kg Fe2O3，继续搅拌lOmin，冷却至常温。取磷酸二氢钠 0. 3kg、草酸0.1 kg混合后加入，搅拌5min，充分混合后，风干过筛60目备用，钝化剂pH为 8. 0。试验场地为某采污染农田，Hg含量为117. 4mg/kg，试验田区域为10m2,空白和添加试 剂各一半，添加量为翻耕农田30cm试验土壤量的0. 1 % 2. 4kg，种植水稻，成熟后取平行样 检测。
[0022] 表1采污染土壤处理效果mg/kg
[0023]
【主权项】
1. 一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于，钝化剂以火山石为载 体，通过硫代硫酸盐改性，辅以磷酸盐与草酸进行pH调节，并通过铁盐调节氧化/还原性。
2. 如权利要求1所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于 钝化剂各组分质量比为，火山石：硫代硫酸盐：磷酸盐与草酸总量：铁盐=1 : (0. 2~ 0? 3) : (0? 1 ~0? 2) : (0? 02 ~0? 05)。
3. 如权利要求1所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于磷 酸盐与草酸质量比以pH确定，配制试剂pH为7. 2~8. 0。
4. 如权利要求1所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于钝 化剂制备方法为： 火山石粉碎过筛100目，按比例加入硫代硫酸盐，加入适量水，加热至50°C以上，搅拌 反应30min后加入铁盐，继续搅拌lOmin，冷却至常温，配备磷酸盐和草酸混合物加入，充分 混合后风干粉碎，过筛60目。
5. 如权利要求1所述的一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，其特征在于该 钝化剂添加量为修复土壤量的〇. 1 %~〇. 5%，可于施肥前加入或与肥料混合加入，反应周 期应大于一周。
【专利摘要】一种原位修复汞污染农田的钝化剂及使用方法，属于农田土壤修复治理技术领域。其特点为：该钝化剂以火山石为载体，通过硫代硫酸盐改性，辅以磷酸盐与草酸进行pH调节，并通过铁盐调节氧化还原性，制备微粉混合试剂，通过螯合、氧化/还原、沉淀、吸附等作用，降低污染农田中汞生物有效性。该稳定剂各组分质量比为，火山石∶硫代硫酸盐∶磷酸盐与草酸总量∶铁盐＝1∶(0.2～0.3)∶(0.1～0.2)∶(0.02～0.05)，试剂pH为7.2～8.0，添加量为修复土壤质量的0.1％～0.5％，可与肥料同步施入。该钝化剂合成工艺简单，能够在降低作物汞含量同时，保持农田土壤活性。
【IPC分类】C09K17-02, B09C1-08
【公开号】CN104624630
【申请号】CN201510016334
【发明人】张翔宇, 邹正禹, 王浩, 潘利祥, 邹昊辰, 孙蕾, 石莹
【申请人】中节能六合天融环保科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月14日