一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂及其使用方法，属于土壤重金属污染治理领域。一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～20份，腐殖酸80～125份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份；其使用方法为：向酸性污染土壤中施加氧化钙与有机肥，将土壤pH调整至7.0～8.0，作用时间7～10天，然后再向土壤中加入腐殖酸、硫代硫酸钾和膨润土，作用1～2天即可栽植作物。本发明专利技术重金属镉缓释钝化剂钝化效率高，缓释钝化效果持久稳定，并且具有改良和增强土壤肥效的作用，不会造成二次污染，所用材料成本低廉、安全可靠，具有良好的社会、环境效益。

A kind of heavy metal cadmium slow release passivating agent in rice soil and its use method

The invention discloses a heavy metal cadmium sustained-release passivating agent in rice soil and a method for using it, and belongs to the field of soil heavy metal pollution control. A rice soil cadmium release passivating agent comprises the following components: the quality of a lime organic fertilizer 10~15 copies, 8~20 copies, 80~125 copies of humic acid, potassium thiosulfate 0.25 to 0.5 copies, 40~60 copies of bentonite; its use is: to acid pollution of soil calcium oxide and organic fertilizer the soil pH, adjusted to 7 ~ 8, duration 7~10 days, and then added to the soil humic acid, potassium thiosulfate and bentonite, 1~2 days of planting crops. The heavy metal cadmium slow release passivating agent has high passivation efficiency, durable and stable release effect, and has the function of improving and enhancing soil fertility efficiency, and does not cause two pollution. The material used is low cost, safe and reliable, and has good social and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂及其使用方法
本专利技术属于土壤重金属污染治理领域，具体涉及一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂及其使用方法。
技术介绍
近来年，受到矿山开采、大气污染物沉降、污水灌溉、污泥施肥、农药化肥的过量施用等工农业活动影响，加之部分区域土壤重金属背景值高，我国部分农田土壤存在着不同程度镉污染风险。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化、农作物产量和品质下降,而且可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人类健康。农田土壤质量事关农产品安全与人民身体健康，既是环境问题，更是民生问题。目前土壤修复技术主要有物理、化学、生物三大类方法，针对不同的污染地块及污染物种类，又细分为深耕法、客土法、热解吸法、电化学法和化学淋洗法、固化/稳定化法、微生物分解法、植物萃取法等方法，但常用于农田土壤重金属修复的技术一般为深耕/客土法、原位钝化法、植物萃取法等。本专利技术涉及的技术是采用具有重金属吸附、络合及沉淀作用的多种材料组合施用，以缓慢降低重金属镉的迁移性和生物有效性，保证作物安全生产为目的的一种重金属原位钝化方法。当前农田重金属钝化剂配方的研制已有诸多报道，钝化剂对重金属的作用原理主要可分为吸附、络合及化学沉淀，如中国专利文献CN105295938A公开了一种降低土壤中镉生物有效性的重金属钝化剂，其是由70％-90％的生物炭和10％-30％的改性海藻酸钠混合制成，主要采用了生物炭吸附与改性材料络合作用降低土壤中重金属迁移性和生物有效性。又如中国专利文献CN105414167A公开了一种施加凹土材料修复耕地镉污染的方法，同样利用了吸附作用以降低重金属的迁移性和生物有效性。又如中国专利文献CN105713617A公开了一种激活稻田土壤硫还原菌活性的重金属镉钝化剂，其原理是采用该种钝化剂及方法激活硫还原菌等微生物活性，从而加速土壤硫和铁的还原过程促进镉的固定，属于间接的化学沉淀法，但该方法受土壤条件影响强烈，其效果显著性受到影响。总体来看，已有的类似专利技术中大多采用了吸附、络合、沉淀等三种方法的1～2种，其施用后虽能快速产生效果，但受土壤条件影响强烈，使用效果难以稳定。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题是提供一种镉钝化效率高、缓释钝化效果持久稳定，同时能改良和增强土壤肥效的水稻土壤重金属镉缓释钝化剂。一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，该缓释钝化剂包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～20份，腐殖酸80～125份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份。优化的，一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～15份，腐殖酸80～100份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份。其中，上述水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中，所述有机肥中有机质质量含量不小于45％；所述有机肥的pH＞7.0。其中，上述水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中，所述膨润土中蒙脱石质量含量不小于65％。其中，上述水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中，所述生石灰的粒度为20目～200目；所述腐殖酸的粒度不小于20目；所述硫代硫酸钾的粒度不小于40目；所述膨润土的粒度不小于200目。其中，上述水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中，各组分独立包装。本专利技术还提供了上述水稻土壤重金属镉缓释钝化剂的使用方法，包括以下步骤：向酸性污染土壤中施加生石灰与有机肥，将土壤pH调整至7.0～8.0，作用7～10天，然后再向土壤中加入腐殖酸、硫代硫酸钾和膨润土，作用1～2天即可栽植作物。其中，上述方法中，每亩污染土壤中施加的生石灰、有机肥、腐殖酸、硫代硫酸钾和膨润土的总质量为800～1200公斤。本专利技术的有益效果：本专利技术通过直接添加具有缓释功能的重金属沉淀材料并与不同性质的吸附、络合材料组合，通过吸附、络合、沉淀相互协作配合，强化了重金属的钝化效果，显著提高了重金属镉钝化效率，降低了镉的生物有效性，缓释钝化效果持久稳定，经处理后的污染土壤栽植水稻，水稻镉含量检测结果符合GB2762-2012《食品安全国家标准-食品中污染物限量》标准要求；本专利技术缓释钝化剂受污染土壤条件影响小，并且具有改良和增强土壤肥效的作用，不会造成二次污染，所用材料成本低廉、安全可靠，具有良好的社会、环境效益。具体实施方式具体的，一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，包括以下质量份的组分：氧化钙10～15份，有机肥8～20份，腐殖酸80～125份：硫代硫酸钾0.25～0.5份：膨润土40～60份。本专利技术水稻土壤重金属镉缓释钝化剂在治理重金属镉污染时，根据土壤pH加入生石灰，可以显著提高酸性土壤的pH，将土壤pH调整至7.0～8.0，使重金属镉生成氢氧化物或碳酸盐结合态沉淀，降低其迁移性，还能加强腐殖酸、硫代硫酸钾和膨润土对污染土壤中镉的吸附、络合、沉淀作用，提高钝化效率和缓释钝化效果的持久稳定性；具体的，根据未治理前水稻土壤的pH，本专利技术生石灰用量为10～15份；所述生石灰要求氧化钙含量不小于90％，质量符合国家标准。施用有机肥可增加土壤有机质含量，改良土壤结构性，缓冲后续因施用膨润土造成的土壤结构性失衡问题，综合考虑对修复后土壤的肥效影响，同时不影响对污染土壤中铬的缓释钝化效果，本专利技术水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中有机肥用量为8～20份，优选8～15份；所述有机肥为粉状，其有机质质量含量不小于45％，pH＞7.0，质量必须符合NY525-2012标准要求。专利技术人在试验中发现，硫代硫酸钾与腐殖酸(HumicAcid，简写HA)在微环境下缓慢产生硫沉淀，硫单质在长期淹水的弱碱性环境条件下缓慢还原为S2-，与土壤中有效态镉沉淀，并吸附在粘土矿物表面，保证了水稻土壤有效态镉被长期稳定化，从而达到水稻土壤作物安全利用的目的。同时腐殖酸的施用也能够在一定程度上促进重金属的吸附，还能配合有机肥增加土壤有机质，抵消因施用膨润土造成的土壤板结问题以及增强对土壤酸化的缓冲性。综合考虑钝化效率、缓释钝化效果的持久稳定性、土壤肥效等因素，本专利技术水稻土壤重金属镉缓释钝化剂含有腐殖酸80～125份，硫代硫酸钾0.25～0.5份；优选的，腐殖酸80～100份；所述腐殖酸的粒度不小于20目；所述硫代硫酸钾为粒度不小于40目的粉末状固体。上述过程涉及的主要化学反应式如下：CaO+H2O＝Ca(OH)2K2S2O3+2HOOC-R＝2KOOC-R+SO2+H2O+S↓S2O+Ca(OH)2＝CaSO3↓+H2O4S+6OH-＝2S2-+S2O32-+3H2OS2-+Cd2+＝CdS↓本专利技术水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中还包含膨润土40～60份，膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，其具有很大的表面积，使其具有较大的吸附能力，良好的阳离子交换能力和吸附性能，对土壤中镉离子的吸附性能非常优秀，在本专利技术中起吸附重金属污染物的主要作用，与硫代硫酸钾、腐殖酸相互配合，进一步增强了重金属镉钝化效率和缓释钝化效果的持久稳定；所述膨润土为钠基膨润土，其中蒙脱石含量不小于65％，粉末状固体。优化的，一种水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～15份，腐殖酸80～100份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份。本专利技术水稻土壤重金属镉缓释钝化剂中，各组分的粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，其特征在于：包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～20份，腐殖酸80～125份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份。

【技术特征摘要】
1.水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，其特征在于：包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～20份，腐殖酸80～125份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份。2.根据权利要求1所述的水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，其特征在于：包括以下质量份的组分：生石灰10～15份，有机肥8～15份，腐殖酸80～100份，硫代硫酸钾0.25～0.5份，膨润土40～60份。3.根据权利要求1或2所述的水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，其特征在于：所述有机肥中有机质质量含量不小于45％；所述有机肥的pH＞7.0。4.根据权利要求1或2所述的水稻土壤重金属镉缓释钝化剂，其特征在于：所述膨润土中蒙脱石质量含量不小于65％。5.根据权利要求1或2所述的水稻土壤重金属镉缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅宇，罗宏基，符志强，谢佳旭，袁辉，钟华萍，李霞，何益，范钦豪，
申请(专利权)人：四川长虹格润再生资源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51