專利名稱：蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土壤改良劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蔬菜地土壤重金屬Cd的鈍化劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類、數(shù)量的增加，從工、農(nóng)、生活中排放出來(lái)的重金屬不斷加多，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。土壤中重金屬通過(guò)遷移和轉(zhuǎn)化，不僅危害農(nóng)作物生長(zhǎng)，同時(shí)危害動(dòng)物以及人類的健康。據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部進(jìn)行的全國(guó)污灌區(qū)調(diào)查，在約140萬(wàn)hm2的污水灌區(qū)中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的64. 8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴(yán)重污染的占8.4%。因此，目前我國(guó)土壤重金屬污染比較嚴(yán)重，需要對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。近年來(lái)，針對(duì)固體廢棄物中重金屬的固化處置技術(shù)已經(jīng)較為成熟。目前對(duì)固化劑的研究除了常規(guī)的固化劑如水泥、浙青、玻璃、塑料等。這類固化劑對(duì)重金屬的固化效果較好，然而對(duì)于普通大田里日益增加的重金屬略顯鞭長(zhǎng)莫及。而化學(xué)修復(fù)因其簡(jiǎn)單易行、反應(yīng)速度快，逐漸得到學(xué)者的青睞。通過(guò)向土壤中投放相應(yīng)鈍化劑以達(dá)到固化重金屬是一種可行的土壤修復(fù)技術(shù)。本發(fā)明運(yùn)用天然礦物和植物材料，以達(dá)到鈍化Cd和改良土壤的雙重目的。

發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明針對(duì)高效農(nóng)業(yè)菜地土壤重金屬嚴(yán)重污染的問(wèn)題，提供了一種有效鈍化土壤中Cd的鈍化劑及其應(yīng)用。技術(shù)方案蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑，其特征在于由天然礦物粉和植物材料組成，其中植物材料在鈍化劑中所占的比例是15% wt 60% wt，有機(jī)質(zhì)含量為5% wt 20% wt,所述天然礦物粉為由石英5-15質(zhì)量份，堿性長(zhǎng)石10-15質(zhì)量份，磷灰石10-20質(zhì)量份，水云母5-8質(zhì)量份、蛭石3-5質(zhì)量份、綠泥石10-15質(zhì)量份、蒙皂石12-15質(zhì)量份、凹凸棒石5-8質(zhì)量份和高嶺石5-12質(zhì)量份組成。植物材料由玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈的混合物，其中玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈所占的質(zhì)量百分比范圍是16-20% :30-35% 44-55%。所述植物材料和礦物粉的比例是15 % wt 25 % wt，有機(jī)質(zhì)總含量為5 % wt 8% wt，適用于鈍化Cd濃度彡Ippm的土壤。所述植物材料和礦物粉的比例是45 % wt 60%wt，有機(jī)質(zhì)總含量為10 % wt 20% wt，適用于鈍化Cd濃度彡5ppm的土壤。
上述蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑的使用方法，施用時(shí)，鈍化劑占需改良土壤質(zhì)量的萬(wàn)分之一到萬(wàn)分之五。有益效果本施肥方法所用的礦物粉是無(wú)毒無(wú)污染綠色環(huán)保的天然粉末狀材料。 含有植物生長(zhǎng)所需的大量及中微量元素，并且各種養(yǎng)分元素比例適宜，長(zhǎng)期使用有助于改良土壤。并且可以鈍化重度污染土壤中的Cd，使其交換態(tài)含量為0，恢復(fù)土壤的健康生產(chǎn)能力。所以本發(fā)明具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
鈍化劑1 由植物材料和礦物粉混合而成，其中植物材料與礦物粉的質(zhì)量比例為20%， 有機(jī)質(zhì)總含量為5. 8% wt ；所述天然礦物粉為石英10份，堿性長(zhǎng)石12份，磷灰石15份，水云母7份、蛭石4份、綠泥石12份、蒙皂石14份、凹凸棒石7份、高嶺石10份。粉碎成100 目粒徑的粉末，經(jīng)檢測(cè)礦物粉中全氮磷鉀養(yǎng)分為3% wt ；中量元素鈣、鎂和硫的總含量為 3. 6g/kg ；微量元素銅、鋅、錳、鐵、硅和硼的總含量為0. 62 g/kg，pH為6. 8 ；植物材料由玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈的混合物，其中玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈所占的質(zhì)量百分比范圍是18% 32% :50%。鈍化劑2 由植物材料和礦物粉混合而成，其中植物材料與礦物粉的質(zhì)量比例為 50%,有機(jī)質(zhì)總含量為9 % wt ；所述天然礦物粉為石英10份，堿性長(zhǎng)石12份，磷灰石15份，水云母7份、蛭石4份、綠泥石12份、蒙皂石14份、凹凸棒石7份、高嶺石10份。粉碎成100 目粒徑的粉末，經(jīng)檢測(cè)礦物粉中全氮磷鉀養(yǎng)分為3%wt ；中量元素鈣、鎂和硫的總含量為 3. 6g/kg ；微量元素銅、鋅、錳、鐵、硅和硼的總含量為0. 62 g/kg, pH為6. 8 ；植物材料由玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈的混合物，其中玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈所占的質(zhì)量百分比范圍是18% 32% :50%。取若干份菜園土，每份500g，向土壤樣品添加CdCl2標(biāo)液，做成含鎘量分別為 0. 3ppm、lppm、5ppm的土壤樣品，并向土壤中加入去離子水，使土壤含水率均達(dá)到9%wt，老化1周。按照0. 02% Wt比例分別加入鈍化劑1和鈍化劑2，并攪拌均勻。準(zhǔn)確稱取粒徑為過(guò)Imm篩的風(fēng)干土壤0. 5g，放入離心管內(nèi)，采用Tessier的重金屬提取方法連續(xù)提取不同形態(tài)的鎘，浸提液定容于25mL容量瓶后使用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定。當(dāng)土壤中Cd濃度(Ippm時(shí)，添加鈍化劑1和2都能夠徹底鈍化其中的交換態(tài) Cd，而空白對(duì)照中交換態(tài)鎘含量仍舊處于比較高的水平。當(dāng)土壤中Cd濃度在l-5ppm時(shí)，鈍化劑1只能鈍化土壤中大量的交換態(tài)Cd，還有6. 2ppb殘留在土壤中。鈍化劑2能夠使土壤中< 5ppm的Cd完全鈍化，用石墨爐原子吸收法已經(jīng)檢測(cè)不到其含量。在此條件下，空白對(duì)照處理中還有大量的交換態(tài)Cd存在，其含量為1283. 3ppb (表1)。所以本發(fā)明能夠有效地鈍化土壤中重金屬Cd，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)社會(huì)效益。表1鈍化劑處理后菜園土中交換態(tài)Cd的殘留量(單位ppb)
權(quán)利要求
1.蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑，其特征在于由天然礦物粉和植物材料組成，其中植物材料在鈍化劑中所占的比例是15% Wt 60% wt，有機(jī)質(zhì)含量為5% Wt 20% wt，所述天然礦物粉為由石英5-15質(zhì)量份，堿性長(zhǎng)石10-15質(zhì)量份，磷灰石10-20質(zhì)量份，水云母 5-8質(zhì)量份，蛭石3-5質(zhì)量份，綠泥石10-15質(zhì)量份，蒙皂石12-15質(zhì)量份，凹凸棒石5_8質(zhì)量份和高嶺石5-12質(zhì)量份組成，所述植物材料由玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈的混合物， 其中玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈所占的質(zhì)量百分比范圍是16-20% :30-35% :44-55%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑，其特征在于所述植物材料和礦物粉的質(zhì)量比例是15% 25%，有機(jī)質(zhì)總含量為5% wt 8% wt。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑，其特征在于所述植物材料和礦物粉的質(zhì)量比例是45% 60%，有機(jī)質(zhì)總含量為10% wt 20% wt。
4 上述任一權(quán)利要求所述蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑的使用方法，其特征在于施用時(shí)，鈍化劑占需改良土壤質(zhì)量的萬(wàn)分之一到萬(wàn)分之五。
全文摘要
蔬菜地土壤重金屬Cd鈍化劑及其應(yīng)用，鈍化劑由天然礦物粉和植物材料組成，其中植物材料在鈍化劑中所占的比例是15％wt～60％wt，有機(jī)質(zhì)含量為5％wt～20％wt，所述天然礦物粉為由石英5-15質(zhì)量份，堿性長(zhǎng)石10-15質(zhì)量份，磷灰石10-20質(zhì)量份，水云母5-8質(zhì)量份，蛭石3-5質(zhì)量份，綠泥石10-15質(zhì)量份，蒙皂石12-15質(zhì)量份，凹凸棒石5-8質(zhì)量份和高嶺石5-12質(zhì)量份組成，所述植物材料由玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈的混合物，其中玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈所占的質(zhì)量百分比范圍是16-20%:30-35%:44-55%?？梢遭g化重度污染土壤中的Cd，使其交換態(tài)含量為0，恢復(fù)土壤的健康生產(chǎn)能力。
文檔編號(hào)C09K17/40GK102504831SQ20111037075
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉云, 李建剛, 董元華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所