复合型重金属污染土壤改良剂及其应用和施用方法技术

本发明专利技术公开一种复合型重金属污染土壤改良剂及其应用和施用方法，其包括如下组分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石和有机肥，其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:有机肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):(0.4-1.2)。其通过生石灰、钙镁磷肥、羟基磷灰石中的磷酸盐、草木灰中的碳酸钾等无机组分固定污染土壤中的重金属，并结合草木灰、有机肥等有机肥料相改善污染土壤的肥力，持续强化受污染土壤的修复，具有较高的稳定性、良好的环境友好型、成本低廉，能够钝化并修复多种重金属污染土壤，特别是对工矿企业排放废渣造成的土壤污染有良好的修复效果，能够达到治理目标，而且不会产生二次污染，易于大面积推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及重金属污染土壤治理
，特别公开一种复合型重金属污染土壤改良剂及其应用和施用方法。
技术介绍
随着我国人口的增加、城镇化的推进和人民群众物质生活水平的提高，对工矿企业加工生产的各类产品需求量也高速增加，负面影响是使得工矿企业在生产经营过程中通过各种途径排入环境土壤中的有害重金属(如Cr、Cd、Pb、As等)不断增加，严重破坏了自然生态环境和威胁了人民身体健康，因此污染土壤治理已迫在眉睫。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素；主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。目前，修复重金属污染土壤主要通过两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在状态，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性，主要修复技术有农艺和化学法；二是利用工程技术方法从土壤中去除重金属，主要修复技术主要有物理法、生物法。植物修复是公认的较为理想的原位土壤治理技术，但存在明显的缺点：超积累植物往往植株矮小、生物量较低、生长速度慢、生长周期长；大多数超积累植物只能积累某种重金属，不适合复合型重金属污染土壤修复；植物修复受到土壤类型、温度、湿度和营养等环境条件限制。化学法就是加入土壤改良剂改变土壤的物理、化学性质，通过对重金属的吸附、沉淀或共沉淀作用，改变了重金属在土壤中的存在状态，从而降低其生物有效性和迁移性。如曹心德等在《土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展》(曹心德等，土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展，环境工程学报，2011(7):1441-1453)中公开的，常用的改良剂主要包括石灰、碳酸钙、粉煤灰等碱性物质，羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸氢钙等磷酸盐以及膨润土等矿物。例如，专利CN102303041A公开了一种复合型重金属污染土壤原位固定化方法，以膨润土或高岭土80-90份为填充剂，硫化亚铁0.5-15份，硫酸镁0.5-5份，亚硫酸镁1.5-8份，氧化镁1-5份，氢氧化钙2-10份，和含磷制剂1-5份制成重金属污染土壤修复药剂，与重金属污染土壤按照重量比为1:(5-20)的重量比混合、搅拌均匀，保持土壤湿度在15-30％；经1个月，污染土壤中的重金属离子转化为不溶于水的金属硫化物、氢氧化物、多金属共沉淀物、碱式碳酸盐和磷酸盐矿物，重金属失去其生物活性，被固定在土壤中。物理工程措施是利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤的一类方法，包括客土法、淋洗法、热处理法、电解法等。客土法将破坏自然土壤的性状，同时还可能影响到地下水安全；淋洗法要求土壤必须具有较的高渗透能力，同时残留的淋洗剂会产生次生污染问题；热处理法修复效率较低和经济投入高，还存在有毒气体的排放和土壤基本性状的改变；电解法受限于土壤的特性，不适用于渗透性好、传导性差的土壤。总体来看，物理法虽然能较彻底地清除污染土壤的重金属，但存在着成本高昂，不适合用于污染面积较大的土壤，且容易破坏土壤结构和土壤肥力，以及造成二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合型重金属污染土壤改良剂，其原料易得、成本较低，可固定复合型重金属污染的同时还可提高土壤的肥力。本专利技术的又一目的在于提供一种复合型重金属污染土壤改良剂在复合型重金属污染土壤的治理中的应用。本专利技术的再一目的在于提供一种复合型重金属污染土壤改良剂的施用方法。本专利技术提供一种复合型重金属污染土壤改良剂，包括如下组分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石、羟基磷灰石和有机肥，其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:有机肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):(0.4-1.2)较佳的，所述复合型重金属污染土壤改良剂包括如下重量百分数的组分：草木灰14.925-25wt％、钙镁磷肥10-20wt％、生石灰15-24.6wt％、沸石1-4wt％、羟基磷灰石0.075-0.4wt％和有机肥26-59wt％其中，植物(草本和木本植物)燃烧后的残余物，称草木灰；草木灰的主要成分是碳酸钾(K2CO3)，草木灰肥料因草木灰为植物燃烧后的灰烬，所以是凡植物所含的矿质元素，草木灰中几乎都含有。它是一种来源广泛、成本低廉、养分齐全、肥效明显的无机农家肥。其起到提高土壤肥力；改善污染土壤酸碱平衡，恢复污染土壤良好结构；以及削减污染土壤重金属污染的三重功效。钙镁磷肥主要用于提高土壤肥力，改善污染土壤营养状况。其又称熔融含镁磷肥fusedcalcium-magnesiumphosphate(fertilizer)，主要成分包括Ca3(PO4)2、CaSiO3、MgSiO3；是一种多元素肥料，水溶液呈碱性，可改良酸性土壤，培育大苗时作为底肥效果很好，植物能够缓慢吸收所需养分。将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化钙(CaO)为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰，其主要作用是改善污染土壤酸碱平衡；以及消除或削减土壤重金属污染。有机肥，主要来源于植物和(或)动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色植物的主要养分。羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))的自然矿物化。沸石中含有植物生长所需的微量元素，以可交换离子状态和可溶性盐基形式存在，较易被吸收利用，同时还具有生物酶的多种催化作<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型重金属污染土壤改良剂，其特征在于：包括如下组分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石、羟基磷灰石和有机肥，其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:有机肥＝(0.3‑1.1):(0.1‑1.2):(0.4‑2.1):(0.1‑0.6):(0.008‑0.06):(0.4‑1.2)。

【技术特征摘要】
1.一种复合型重金属污染土壤改良剂，其特征在于：包括如下组
分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石、羟基磷灰石和有机肥，
其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:
有机肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):
(0.4-1.2)。
2.根据权利要求1所述的复合型重金属污染土壤改良剂，其特征
在于：包括如下重量百分数的组分：草木灰14.925-25wt％、钙
镁磷肥10-20wt％、生石灰15-24.6wt％、沸石1-4wt％、羟基磷
灰石0.075-0.4wt％和有机肥26-59wt％。
3.根据权利要求1或2所述的复合型重金属污染土壤改良剂，其
特征在于：所述的钙镁磷肥中有效的五氧化二磷质量分数≥
12％，水分的质量分数≤0.5％；细度通过0.25mm试验筛≥80％。
4.根据权利要求1或2所述的复合型重金属污染土壤改良剂，其
特征在于：所述的生石灰中氧化钙的质量分数≥80％。
5.根据权利要求1或2所述的复合型重金属污染土壤改良剂，其
特征在于：所述的有机肥中，以烘干...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文清，侯翔，刘文超，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51