專利名稱：一種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壤的改良方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壌改良方法領(lǐng)域，具體涉及ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法。
背景技術(shù)：
鉛是環(huán)境中對動植物以及人類危害最強(qiáng)的重金屬元素之一，我國24個省(市)城郊、污水灌溉區(qū)、エ礦等經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)的320個重點(diǎn)污染區(qū)中，重金屬含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與面積約占污染物超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品總量與總面積的80%以上，其中鉛是最嚴(yán)重的污染元素之一。鉛在土壌中滯留時間長、不能被微生物降解，并可沉淀、遷移、富集到植物中，從而
隨食物鏈進(jìn)入人體，對人體健康產(chǎn)生極大危害，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)中毒和死亡。因此，控制和修復(fù)重金屬鉛污染土壤已迫在眉睫。目前治理重金屬污染土壌的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。在化學(xué)法中，原位固定修復(fù)法是研究和應(yīng)用較多的修復(fù)技木，它通過往土壤中加入固定劑，調(diào)節(jié)和改變重金屬在土壤中的物理化學(xué)性質(zhì)，使其產(chǎn)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化、氧化還原等一系列反應(yīng)，降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性和可遷移性。目前初歩形成了電廠爐渣等堿性類物質(zhì)、有機(jī)物料和復(fù)合鈍化劑等土壌重金屬鈍化劑，通過改變重金屬在土壌中的存在形態(tài)，使重金屬的活性態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)，從而降低其毒害作用，以此達(dá)到鈍化修復(fù)的目的。椰殼是棕櫚科植物椰子的內(nèi)果皮,含灰分0. 61% (主成分為氫氧化鉀)，木質(zhì)素36. 51%，纖維素53. 06%，戊聚糖29. 27% (總量)，纖維素含戊聚糖20. 54%。海泡石是ー種纖維狀的含水硅酸鎂礦物，具有極強(qiáng)的吸附和分散等性能，SiO2含量一般在54 60%之間，MgO含量范圍多在21 25%。粉煤灰是火力發(fā)電廠的固體廢棄物，含有豐富的CaO和MgO，pH值達(dá)到12，能起到鈍化土壌中的重金屬并殺死病原菌的作用。生石灰的主要成分是氧化鈣(CaO)，施用生石灰可提高土壌pH值，降低土壌中有效性較高部分的鉛的含量，從而抑制植物對鉛的吸收。對重金屬中輕度污染的廣大農(nóng)田，在修復(fù)過程中，必須考慮和持續(xù)利用相結(jié)合；在修復(fù)措施上，盡量不造成農(nóng)田的二次污染而達(dá)到有效鈍化重金屬的目的。因此，研究和開發(fā)費(fèi)用低、實(shí)施方便的農(nóng)業(yè)化學(xué)措施，原位鈍化修復(fù)重金屬污染的農(nóng)田，成為我國重金屬污染農(nóng)田修復(fù)的必然選擇之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有的重金屬污染土壌改良方法中存在的技術(shù)不足，改良成本過高等問題，提供一種成本低、改良效果好的降低酸性重金屬污染土壤鉛活性的復(fù)合鈍化劑對土壤進(jìn)行改良的方法。本發(fā)明上述目的通過以下方案得以實(shí)現(xiàn)一種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于包括如下步驟(I)以pH值在6.0以下的中、輕度污染土壤作為改良對象，模擬人工農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，對土壤進(jìn)行鉛三級污染值(500mg/kg)人工污染；(2)向重金屬鉛污染土壤中添加土壤改良劑(添加水平為20g/100g)，同時添加尿素、過磷酸鈣、氯化鉀作為底肥；(3)混合均勻后，加去離子水調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大持水量的70%左右，平衡I個月。本發(fā)明改良方法中添加的土壤復(fù)合鈍化改良劑由海泡石粉、石灰粉、エ業(yè)廢棄物粉煤灰和農(nóng)業(yè)廢棄物椰殼按照一定 質(zhì)量分?jǐn)?shù)制成。本發(fā)明改良方法中，步驟(I)所述對土壤進(jìn)行人工污染的方法為用分析純的Pb (NO3) 2配制溶液,將其添加到供試土壤中，使土壤Pb濃度達(dá)到500mg/kg,制備成模擬重金屬污染土壌。本發(fā)明改良方法中，提供了一種降低酸性重金屬污染土壤鉛活性的復(fù)合鈍化改良齊U，采用技術(shù)措施如下一種降低酸性重金屬污染土壤鉛活性的復(fù)合鈍化改良劑，它有以下三種原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成
原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)％
椰殼12.5 57.13
粉煤灰11.11 50
海泡石11.11 50
石灰粉11.11 50一種降低酸性重金屬污染土壤鉛活性的復(fù)合鈍化改良劑，它有以下三種原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成(優(yōu)選范圍)
原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)。/。
椰殼12.5 57.13
粉煤灰14.29 50
海泡石12.5 22.22
石灰粉11.11 25一種降低酸性重金屬污染土壤鉛活性的復(fù)合鈍化改良劑，它有以下三種原料的質(zhì)
量分?jǐn)?shù)組成(最佳方案)原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)％ 椰殼22.22
粉煤灰44.45
海泡石22.22
石灰粉11.11本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)采用海泡石、石灰粉、粉煤灰以及椰殼等改良劑可有效中和磚紅壤中的酸，使土壤PH值得到迅速提高，還可螯合、絡(luò)合Pb、Cd、Cr等多種重金屬離子，降低其在土壌中的有效態(tài)含量，緩解其毒性。同時，有些改良物質(zhì)(如粉煤灰、椰売)本身就是固體廢棄物，廢物循環(huán)利用具有很好的環(huán)保價值和經(jīng)濟(jì)效益。因此，本發(fā)明用上述物質(zhì)作為土壌鈍化改良劑。 本發(fā)明所述的復(fù)合鈍化改良劑的制備方法，其步驟是(I)海泡石礦粉的制備將海泡石原礦經(jīng)球磨過100目篩，備用。所述海泡石氧化硅含量(以SiO2計)為55 60%，氧化鎂(以MgO計)20 25%，重金屬Pb含量彡5mg/
kg o(2)椰殼的制備將椰子的內(nèi)果皮曬干、粉碎過100目篩，備用。所述椰殼含灰分0.61% (主成分為氫氧化鉀)，木質(zhì)素36. 51%，纖維素53. 06%，戊聚糖29. 27% (總量)，纖維素含戊聚糖20. 54%。(3)將步驟(1，2)制備的原料與粉煤灰、石灰粉按照比例混合均勻，為污染土壤重金屬的復(fù)合鈍化改良劑。本發(fā)明所述的鈍化改良劑應(yīng)用時也可根據(jù)該區(qū)域土壤的特點(diǎn)，與腐植酸、肥料等配合使用。按上述優(yōu)選范圍用量施用后，對降低土壤中鉛的有效性的效果較好，它使土壤中可交換態(tài)鉛、碳酸鹽結(jié)合態(tài)鉛和有機(jī)結(jié)合態(tài)鉛含量分別下降了 98.21-99. 19%,77. 27-94. 0%與12. 05-65. 57%，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鉛分別增加了 8. 12-85. 4%與15. 87-89. 32%，同時還使土壤 pH 值提高了 2. 65-4. 01。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果(I)本發(fā)明的土壌改良方法中選用了對Cd、Pb、Cr等多種重金屬離子具有較強(qiáng)鈍化能力的海泡石，可迅速提高土壤PH的石灰粉，以及現(xiàn)有的エ業(yè)廢棄物粉煤灰、農(nóng)業(yè)廢棄物椰殼四種原料。試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明產(chǎn)品使土壌中可交換態(tài)鉛、碳酸鹽結(jié)合態(tài)鉛和有機(jī)結(jié)合態(tài)鉛含量分別下降了 98. 21-99. 19%,77. 27-94. 0%與12. 05-65. 57%，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鉛分別增加了 8. 12-85. 4%與15. 87-89. 32%。(2)本發(fā)明不僅可鈍化土壌重金屬，還可較大幅度地提高土壌pH值，修復(fù)酸化土壌，改善土壤質(zhì)地等功能。試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明產(chǎn)品使土壌PH值比對照提高了2. 65-4. 01。(3)本發(fā)明原料來源不僅廣泛、成本低，施用方便，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有エ業(yè)、農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)再利用，而且能有效降低酸性鉛污染土壤中鉛的有效性。對防治熱帶地區(qū)酸性土壌重金屬污染，保障食品安全具有重要意義。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行盆栽應(yīng)用時不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的復(fù)合鈍化劑對土壌pH值的影響效果圖?！?br> 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行盆栽應(yīng)用時不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的復(fù)合鈍化劑對土壌Pb各形態(tài)含量的影響效果圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步描述，但實(shí)施例并不對本發(fā)明做任何形式的限制。實(shí)施例本發(fā)明的一種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壤的改良方法，該方法中的復(fù)合鈍化改良劑包括海泡石粉、石灰粉、粉煤灰和椰殼。其中海泡石粉購買于河北宏利海泡石絨有限公司；石灰粉購買于海南石灰粉集團(tuán)股份有限公司；粉煤灰為海南省儋州市藝能環(huán)保磚廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的エ業(yè)廢棄物，富含CaO和MgO，pH值達(dá)到12 ;椰殼是棕櫚科植物椰子的內(nèi)果皮，為熱帶地區(qū)常見的農(nóng)業(yè)廢棄物。本發(fā)明所述的復(fù)合鈍化改良劑的制備方法，其步驟是(I)海泡石礦粉的制備將海泡石原礦經(jīng)球磨過100目篩，備用。所述海泡石氧化硅含量(以SiO2計)為55 60%，氧化鎂(以MgO計)20 25%，重金屬Pb含量彡5mg/
kg o(2)椰殼的制備將椰子的內(nèi)果皮曬干、粉碎過100目篩，備用。所述椰殼含灰分0.61% (主成分為氫氧化鉀)，木質(zhì)素36. 51%，纖維素53. 06%，戊聚糖29. 27% (總量)，纖維素含戊聚糖20. 54%。(3)將步驟(1，2)制備的原料與粉煤灰、石灰粉按照比例混合均勻，為污染土壤重金屬的復(fù)合鈍化改良劑。室內(nèi)盆栽應(yīng)用模擬人工農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，采用盆栽的方法考察本發(fā)明的復(fù)合鈍化改良劑及改良方法對熱帶地區(qū)酸性土壌(磚紅壌)鉛有效性的鈍化效果。盆栽應(yīng)用的供試土壤為磚紅壌，其理化性質(zhì)如表I所示。表I供試土壤理化性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于包括如下步驟 (1)以PH值在6.O以下的中、輕度污染土壤作為改良對象，模擬人工農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，對土壤進(jìn)行鉛三級污染值(500mg/kg)人工污染； (2)向重金屬鉛污染土壌中添加土壌改良劑，同時添加尿素、過磷酸鈣、氯化鉀作為底肥； (3)混合均勻后，加去離子水調(diào)節(jié)土壌含水量為田間最大持水量的70%左右，平衡I個月。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于添加的土壤復(fù)合鈍化改良劑包括海泡石粉、石灰粉、エ業(yè)廢棄物粉煤灰和農(nóng)業(yè)廢棄物椰殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于步驟(I)中所述對土壤進(jìn)行人工污染的方法為用分析純的Pb (NO3)2配制溶液，將其添加到供試土壤中，使土壌Pb濃度達(dá)到500mg/kg，制備成模擬重金屬污染土壌。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于添加海泡石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11. 11% 50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于添加石灰粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11. 11% 50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于添加粉煤灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11. 11% 50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壌的改良方法，其特征在于添加椰殼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在12. 5% 57. 13%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱帶地區(qū)酸性重金屬鉛污染土壤的改良方法，其特征在于在污染土壤中混合海泡石粉、石灰粉、工業(yè)廢棄物粉煤灰、農(nóng)業(yè)廢棄物椰殼，其質(zhì)量百分比優(yōu)選配比范圍如下椰殼12.5％～57.13％，海泡石12.5％～22.22％，粉煤灰14.29％～50％，石灰粉11.11％～25％。它使污染土壤中鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鉛分別增加8.12～85.4％與15.87～89.32％，極具鈍化功能。本發(fā)明的改良特征在于通過螯合、吸附等反應(yīng)固定鉛離子降低其生物毒性，對污染土壤進(jìn)行改良。本發(fā)明制備方法簡單，有效利用廢棄物，投入成本低，能顯著改善磚紅壤酸堿度環(huán)境，降低土壤交換態(tài)鉛的含量。
文檔編號C09K17/40GK102950146SQ201210395309
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者葛成軍 申請人:葛成軍, 焦鵬