一種異位鈍化土壤中鎘、鉛、鉻等多種重金屬的技術(shù)的制作方法
【專利摘要】一種用于異位鈍化土壤中Cd、Pb、Cr等多種重金屬的鈍化劑是以生物基質(zhì)（有機質(zhì)+腐殖酸>55%）55%，腐殖活性污泥35%，磷酸鹽（磷酸二氫鉀）10%按比例混合均勻（施用比例為實驗所得的最佳施用比例）。在重金屬污染土壤中按15-25%的添加量施入制備好的鈍化劑（具體施加量根據(jù)土壤重金屬污染程度及實際情況而定）。鈍化效果使被重金屬污染的土壤中有效態(tài)Cd含量與對照組相比下降了41.24-47.76%，有效態(tài)Pb含量與對照組相比下降了37.41-41.39%，有效態(tài)Cr含量與對照組相比下降了40.58-43.29%。用試驗土壤覆土種植的平菇子實體中各種重金屬的含量分別降低了：Cd53.97%，Pb62.28%，Cr43.91%。充分說明本鈍化劑對于多種重金屬的鈍化作用極為顯著。本方法的優(yōu)點在于原材料無毒無公害易獲得，對土壤的理化性質(zhì)不產(chǎn)生顯著影響，不會產(chǎn)生二次污染；同時原料來源廣泛，制備方法簡單、易行，使用方便。
【專利說明】一種異位鈍化土壤中鎘、鉛、鉻等多種重金屬的技術(shù)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保護與修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種土壤中Cd、Pb、Cr等多種重金屬的異位鈍化技術(shù)，主要適用于廣大重金屬污染土壤的修復(fù)。
【背景技術(shù)】
[0003]土壤是人類賴以生存的重要自然資源之一，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)藥化肥的施用，含重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤，造成土壤中相應(yīng)重金屬元素的富集。重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點。因此，我國環(huán)保部門和各級政府部門加大了對各地區(qū)環(huán)境中重金屬含量的現(xiàn)狀的統(tǒng)計和監(jiān)管，并針對各地區(qū)不同的情況，在重金屬污染產(chǎn)生的各個階段給予監(jiān)控，并選擇適合本地區(qū)的行之有效的修復(fù)措施。重金屬污染防治工作已經(jīng)成為我國環(huán)境保護工作的重中之重，黨和國家高度重視重金屬污染問題，國務(wù)院最近批復(fù)的《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》中明確指出要在2015年左右建立比較完善的重金屬污染防治體系。因此，重金屬污染治理技術(shù)必將成為今后一段時期內(nèi)重金屬污染領(lǐng)域的熱點內(nèi)容。
[0004]土壤重金屬污染物主要有鉛、鎘、汞、砷、鉻、銅、鐵、鋅等，砷雖不屬于重金屬，但因其行為與來源及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進行討論。近年來，我國土壤重金屬污染進入集中多發(fā)期，據(jù)農(nóng)業(yè)部進行的全國污灌區(qū)調(diào)查，在約140萬公頃的污水灌區(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%，嚴重污染的占8.4%。我國土壤重金屬污染狀況已經(jīng)影響到耕地質(zhì)量、食品安全甚至人的身體健康。
[0005]目前對于重金屬污染土壤的修復(fù)方法國內(nèi)外已經(jīng)有很多研究發(fā)明。例如申請?zhí)枮?00910194051.1的中國發(fā)明專利公開了一種重金屬污染土壤的改良方法，該改良方法包括如下步驟:(I)對重金屬污染土壤進行整土；(2)向土壤中添加土壤改良劑；(3)覆土、混合均勻后，平衡O~6個月。該發(fā)明的重金屬污染土壤的改良方法通過吸附、螯合、絡(luò)合等反應(yīng)抑制基質(zhì)氧化，固定重金屬離子并降低其生物學(xué)毒性；減少重金屬離子向周圍土壤或水體的擴散和滲漏。申請?zhí)枮?01210107906.4的中國發(fā)明專利申請公開了一種重金屬常溫固化劑及使用其固化重金屬污染物中重金屬的方法，該重金屬常溫固化劑按重量百分比它由以下組分組成:氧化鎂30.0%~40.0%，磷酸二氫鉀55.0%~65.0%，硼砂
3.5%~5.0%，氧化鐵0.1%~0.5%，二氧化硅0.1 %~0.5%。該發(fā)明的常溫固化劑對含重金屬廢棄物在常溫下進行固化處理后，可以實現(xiàn)廢棄物資源化利用?，F(xiàn)有的用于重金屬污染土壤處理的固化劑主要以磷酸鹽為主，磷酸鹽復(fù)合的固化劑穩(wěn)定效果一般，固化后形成的重金屬磷酸鹽以不溶或微溶的化合物形態(tài)存在，在酸堿度條件改變后，重金屬離子容易反溶。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]目的在于提供一種異位鈍化土壤重金屬的技術(shù)，成本低廉、操作簡便、實用性強、生物安全性好、不會產(chǎn)生二次污染，易于推廣，可以用于鈍化土壤重金屬的同時改良土壤性質(zhì)，在土壤重金屬污染修復(fù)方面具有潛在的應(yīng)用價值。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
異位鈍化劑的制備方法:本鈍化劑由生物基質(zhì)(有機質(zhì)+腐殖酸>55%)、腐殖活性污泥、磷酸鹽組成，具體組成比例為:生物基質(zhì)55%添加量；腐殖活性污泥35%添加量；磷酸鹽10%添加量。
[0008]生物基質(zhì):把曬干后的油菜秸桿用粉碎機粉碎成2 cm長的段，混勻澆透水，加入秸桿腐熟劑，拌勻堆成底面半徑問0.5 m的圓錐垛發(fā)酵25-30天。調(diào)整基質(zhì)的物理性能，加入一定量的無機物粉碎后的珍珠巖、爐渣、沙子等，有機物與無機物的比例按質(zhì)量比其范圍可在6: 4~8: 2?；炫浜蟮幕|(zhì)容重為0.30 g/ cm3~0.65 g/ cm3。
[0009]腐殖活性污泥:活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱。微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等。其中，細菌和原生動物是主要的二大類。在傳統(tǒng)活性 污泥的基礎(chǔ)填充腐殖土填料，用于改善活性污泥特性，提高其鈍化重金屬的能力。
[0010]磷酸鹽:磷酸鹽的長期穩(wěn)定性較好，外界條件變化對磷酸鹽類礦物質(zhì)產(chǎn)生的影響較小利用磷酸鹽類化合物對重金屬進行鈍化，主要利用磷酸鹽類化合物與重金屬反應(yīng)并生產(chǎn)穩(wěn)定的重金屬礦物鹽；而且磷酸鹽通過表面吸附機理和絡(luò)合反應(yīng)可以有效的去除目標產(chǎn)物中的絕大多數(shù)重金屬離子，本發(fā)明采用磷酸二氫鉀作為鈍化劑的成分之一。
[0011]本發(fā)明的有機/無機復(fù)合重金屬鈍化劑的使用方法為:
在重金屬污染土壤中按15-25%的添加量施入制備好的鈍化劑(具體施加量根據(jù)土壤重金屬污染程度及實際情況而定)，然后進行充分攪拌，使鈍化劑與污染土壤混合均勻，淋水、平衡5-7天。使本鈍化劑通過各種成分之間的協(xié)同作用，達到降低土壤重金屬的活性，可廣泛用于重金屬污染土壤的修復(fù)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果:
1、原料來源廣泛，制備方法簡單、易行，使用方便。
[0013]2、本發(fā)明使用的鈍化劑原材料無毒無公害，對土壤的理化性質(zhì)不產(chǎn)生顯著影響，不會產(chǎn)生二次污染。
[0014]3、本土壤重金屬鈍化劑，使被重金屬污染的土壤中有效態(tài)Cd含量與對照組相比下降了 41.24-47.76%，有效態(tài)Pb含量與對照組相比下降了 37.41-41.39%，有效態(tài)Cr含量與對照組相比下降了 40.58-43.29%。在試驗土壤中種植平菇，長出平菇子實體中各種重金屬的含量分別降低了 =Cd 53.97%，Pb 62.28%，Cr 43.91%。本鈍化劑對于多種重金屬的鈍化作用極為顯著。
[0015]本發(fā)明所述的土壤活性態(tài)重金屬含量的降低率，由公式“(1-施用本發(fā)明產(chǎn)品后的土壤活性態(tài)重金屬含量+不施用本發(fā)明產(chǎn)品的土壤活性態(tài)重金屬含量)X100%”計算得出，平菇子實體中重金屬含量的降低率是由公式“(1-施用本發(fā)明產(chǎn)品后的平菇子實體中重金屬含量+不施用本發(fā)明產(chǎn)品的平菇子實體中重金屬含量)X100%”計算得出。
[0016]【具體實施方式】:以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述，但并非是對本發(fā)明的限制，凡依照本發(fā)明公開內(nèi)容所作的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0017]實施案例
土壤重金屬鈍化試驗:
1、重金屬污染土壤準備，向優(yōu)級純的Pb (NO3)2, Cd(NO3)2, Cr (NO3) 3.9H20用去離子水配制成母液，按照不同濃度梯度添加到取自成都郊區(qū)的農(nóng)田土壤中，模擬現(xiàn)實環(huán)境中常見的重金屬污染土壤(參照GB15618-1995)。平衡6個月時間，期間澆水并晾干6次，讓重金屬可均勻分布在土壤中。
[0018]2、鈍化劑的施加: 向土壤中按20%的添加量施入制備好的鈍化劑(具體施加量根據(jù)土壤重金屬污染程度及實際情況而定)，然后進行充分攪拌，使鈍化劑與污染土壤混合均勻，淋水、平衡5-7天。
[0019]3、種植平菇
棉籽殼發(fā)酵料裝袋(800g，鮮重)——高壓滅菌(115°C，5小時)——接種(每袋一管)一室溫培養(yǎng)(待菌絲長滿整個菌袋I個月)一菌袋覆土 (重復(fù)3盆，每盆兩袋)一出菇與采收(持續(xù)2個月)
4、數(shù)據(jù)的測定以及試驗結(jié)果
試驗土壤中有效態(tài)Cd含量與對照組相比下降了 41.24-47.76%，有效態(tài)Pb含量與對照組相比下降了 37.41-41.39%，有效態(tài)Cr含量與對照組相比下降了 40.58-43.29%。長出平菇子實體中各種重金屬的含量分別降低了 =Cd 53.97%，Pb 62.28%，Cr 43.91%。本鈍化劑對于多種重金屬的鈍化作用極為顯著。
【權(quán)利要求】
1.一種用于異位鈍化土壤中Cd、Pb、Cr等多種重金屬的鈍化劑，其特征在重金屬污染土壤中按15-25%的添加量施入制備好的鈍化劑(具體施加量根據(jù)土壤重金屬污染程度及實際情況而定)，然后進行充分攪拌，使鈍化劑與污染土壤混合均勻，淋水、平衡5-7天，使本鈍化劑通過各種成分之間的協(xié)同作用，可廣泛用于重金屬污染土壤的修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化劑的原材料的施用比例是由實驗反復(fù)驗證而得到的最佳施用比例，是以生物基質(zhì)(有機質(zhì)+腐殖酸>55%) 55%，腐殖活性污泥35%，磷酸鹽(磷酸二氫鉀)10%按比例混合均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的鈍化劑，其特征在于:利用生物基質(zhì)及腐殖活性污泥鈍化土壤 中重金屬。
【文檔編號】C09K17/40GK103834412SQ201410097947
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】徐恒, 宋海海, 裴東輝 申請人:四川大學(xué)