一种重金属污染土壤复合修复药剂及其使用方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种重金属污染土壤复合修复药剂及其使用方法和用途，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：无机磷酸盐5～100份；骨粉5～100份；膨润土1～5份；生物炭1～5份。本发明专利技术所述复合修复药剂以含磷组分为主导，通过无机磷和有机磷的协同作用，再配合其他组分的稳定化作用，对重金属复合污染土壤具有较好的修复效果，土壤中有效态镉、铅含量可大幅降低；针对不同类型的污染土壤，根据土壤pH和重金属含量调节药剂用量和组分配比，扩展所述复合修复药剂的应用范围；所述复合修复药剂成本较低，绿色环保，使用方便，对土壤性质影响较小。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤复合修复药剂及其使用方法和用途
本专利技术属于污染土壤修复
，涉及一种重金属污染土壤复合修复药剂及其使用方法和用途。
技术介绍
随着现代农业的不断发展，土壤的污染问题日趋严重，其中重金属在土壤中较其他污染物稳定，不易转化及被微生物利用，形成了在土壤中积累的特性，但重金属以不同的形态存在于土壤中，其中有效态重金属可以被植物吸收，并经由食物链在人体内富集，当积累到一定含量，则严重威胁人类的健康。因此，如何采取有效措施修复农田污染土壤，减少重金属在农产品中的富集，从而保障食品安全和农业可持续发展已成为当前的一项重要研究课题。目前，重金属污染土壤的修复方法主要包括物理修复、化学修复和生物修复等，其中，化学修复是指向污染土壤、水体中投入改良剂、抑制剂，使重金属离子发生吸附、氧化还原、沉淀或拮抗等作用，从而降低其生物有效性。与其他修复方法相比，尽管化学修复易产生二次污染，但它修复时间短、费用低、适用范围广、效果明显、方法相对成熟，对于中低浓度重金属的污染土壤具有较好的应用前景。重金属污染土壤修复常用的稳定化药剂包括碱性药剂、磷酸盐药剂、粘土矿物、硫化物、重金属螯合剂、有机药剂、矿渣等，不同的稳定化剂具有不同的钝化过程与修复机制，稳定化过程不同，修复效果也不同。原位稳定化修复技术在土壤重金属污染治理的实际应用中，很少通过单一的反应机制来实现，一般都是多种反应机制同时作用，因此需要多种稳定化剂同时使用。CN105586044A公开了一种适用于稻田土壤镉污染的复合钝化剂，以壳聚糖、钠基膨润土、骨粉、石灰、生物炭、ZnO以及纳米FeO为主要原料组成，其组成中包括碱性药剂、粘土矿物、有机药剂等组分，通过多种药剂的配合，来修复污染土壤，但该钝化剂对酸性土壤适用性较好，但对碱性土壤的处理效果明显减弱，适用范围有限。CN108085010A公开了一种用于土壤重金属污染的复合修复剂及其应用，包括钠基膨润土、骨粉、壳聚糖、牡蛎壳粉、石墨烯改性农作物秸秆生物炭、生物有机肥、硅酸钠、纳米FeO、纳米碳管和微生物菌剂，所述修复剂中材料种类众多，其中生物有机肥和微生物菌剂中成分复杂，难以确定其具体作用，不利于药剂的量化使用。综上所述，重金属污染土壤的化学修复药剂的选择还需结合土壤的环境特点，多种材料相配合组成绿色环保、经济合理的稳定化药剂，以达到理想的修复效果。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种重金属污染土壤复合修复药剂及其使用方法和用途，所述复合修复药剂中以含磷组分为主导，通过无机磷和有机磷的协同作用，再配合其他组分的稳定化作用，针对不同类型的污染土壤均能够达到较好的修复效果；所述复合修复药剂成本较低，对土壤影响小。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种重金属污染土壤复合修复药剂，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：其中，无机磷酸盐的重量份可以为5份、20份、40份、60份、80份或100份等；骨粉的重量份可以为5份、20份、40份、60份、80份或100份等；膨润土的重量份可以为1份、2份、3份、4份或5份等；生物炭的重量份可以为1份、2份、3份、4份或5份等。本专利技术的复合修复药剂中，无机磷酸盐为可溶性磷酸盐，其中的磷以无机磷的形式存在，骨粉中则含有磷酸根，前者快速溶解后形成的磷酸根可与重金属离子形成沉淀，后者则是一种有机磷肥，其所含磷素释放稍慢，一方面土壤中重金属离子可直接被骨粉吸附，另一方面，其缓释的磷酸根也可与重金属离子形成磷酸盐沉淀，两者配合使用，既能短期达到稳定化效果，又有利于土壤修复药剂的长期有效性，极大的延长了修复药剂的使用寿命，在修复土壤的同时，改善土壤肥力；再加上膨润土、生物炭的吸附作用以及对土壤pH的调节，使得所述修复药剂可适用于不同类型的污染土壤，根据土壤pH和重金属含量调节其用量和组分配比，达到更好的修复效果。本专利技术中，若无机磷酸盐重量份比例偏高，则土壤pH偏低，会造成土壤酸化，影响植物生长；而若骨粉的重量份比例偏高，则会造成土壤pH偏高，同样造成土壤理化性质改变。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述复合修复药剂还包括pH调节剂，所述pH调节剂的重量份为0～100份，例如0份、10份、30份、50份、70份、90份或100份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述pH调节剂包括硫酸亚铁和/或草酸。本专利技术中，根据污染物的不同，土壤的环境条件也会不同，如pH，为使修复药剂的组分能够成分发挥作用，有时需要添加pH调节剂，以调节土壤的pH值，而且pH调节剂需要满足绿色无污染，对农田土壤及其农作物不产生危害；本专利技术中使用的骨粉一般较难被植物利用，所述pH调节剂还可以起到活化骨粉的作用，提高其利用效率。同时，本专利技术所用的pH调节剂呈酸性，主要在处理碱性土壤时大量添加，处理酸性土壤时则少量添加或不添加。作为本专利技术优选的技术方案，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：作为本专利技术优选的技术方案，所述无机磷酸盐为无机可溶性磷酸盐。本专利技术中，无机磷酸盐一般包括磷酸正盐、磷酸一氢盐和磷酸二氢盐，其中可溶性磷酸盐一般包括所有的磷酸二氢盐以及磷酸正盐、磷酸一氢盐中的钾盐、钠盐和铵盐。优选地，所述无机磷酸盐包括磷酸二氢钾、磷酸二氢铵或过磷酸钙中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：磷酸二氢钾和磷酸二氢铵的组合，磷酸二氢铵和过磷酸钙的组合，磷酸二氢钾、磷酸二氢铵和过磷酸钙的组合等。本专利技术中所用的无机磷酸盐主要为酸性可溶性磷酸盐，能够快速溶解，加快土壤的修复速率；所用的磷酸二氢钾可选普通磷酸二氢钾磷肥，pH为酸性，溶解后形成的磷酸根可与镉、铅等重金属离子形成沉淀。优选地，所述骨粉为有机磷肥，其含磷量为10～15wt％，例如10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述骨粉为一种呈灰白色粉末的有机磷肥，经高温脱脂加工处理而成，pH值约为7.3，偏碱性，其中的磷素释放缓慢，可与无机磷酸盐配合使用，提高了药剂的修复效果，之后还可作为肥料，长期使用不伤根、不烧苗、不板土，对提高土壤有机质含量和改良土壤效果显著；所用骨粉粒径越小，对土壤的修复效果越好，所用骨粉颗粒粒径不超过2mm。优选地，所述膨润土包括钠质膨润土。优选地，所述膨润土的粒径为1000～1500目，例如1000目、1100目、1200目、1300目、1400目或1500目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述生物炭的种类包括草炭、骨炭、稻壳炭或草木灰中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：草炭和骨炭的组合，骨炭和稻壳炭的组合，草炭、稻壳炭和草木灰的组合，骨炭、稻壳炭和草木灰等。本专利技术中，所用膨润土属于粘土矿物，属于天然非金属矿产，该物质结构层带电荷，比表面积大，可通过吸附或配位反应降低土壤溶液中重金属离子的浓度和活性，达到稳定化的目的。所用生物炭可提高土壤的pH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染土壤复合修复药剂，其特征在于，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤复合修复药剂，其特征在于，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：2.根据权利要求1所述的复合修复药剂，其特征在于，所述复合修复药剂还包括pH调节剂，所述pH调节剂的重量份为0～100份；优选地，所述pH调节剂包括硫酸亚铁和/或草酸。3.根据权利要求2所述的复合修复药剂，其特征在于，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：4.根据权利要求1-3任一项所述的复合修复药剂，其特征在于，所述无机磷酸盐为无机可溶性磷酸盐；优选地，所述无机磷酸盐包括磷酸二氢钾、磷酸二氢铵或过磷酸钙中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述骨粉为有机磷肥，其含磷量为10～15wt％；优选地，所述膨润土包括钠质膨润土；优选地，所述膨润土的粒径为1000～1500目；优选地，所述生物炭的种类包括草炭、骨炭、稻壳炭或草木灰中任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求4所述的复合修复药剂，其特征在于，所述复合修复药剂按重量份计包括以下组分：6.根据权利要求1-5任一项所述的复合修复药剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：将配方量...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁苏苏，石丕星，朱焰，黄珏瑛，林斯杰，
申请(专利权)人：北京南科大蓝色科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11