一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂制造技术

本发明专利技术公开了一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂,北方农用地的重金属镉污染，专门针对镉、铅等常见农田重金属开发的重金属钝化、稳定化改良剂，属新型无机修复改良剂，主要由天然非金属矿物或经特定改性工艺加工而成的黏土矿物材料，采用一些工业副产品、环境风险较低的矿物粉末、农业生产的废料残渣作为改良剂的原材料，具有快速并稳定的吸附作用、pH值调控作用的综合配方，对重金属钝化效果明显，可显著降低土壤中重金属有效性。同时，该改良剂基本不改变土壤形态，不会造成土壤板结和土壤肥力下降。确定适用北方偏碱性农用地的治理修复及安全利用模式。

【技术实现步骤摘要】
一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂
本专利技术属于土壤重金属污染领域，涉及一种适用于北方农用地重金属镉污染的方解石基改良剂。
技术介绍
目前，国内相关农用地土壤重金属污染改良修复的项目大多集中在南方酸性土壤地区，对于广大北方粮食核心生产区的偏碱性污染土壤的改良修复开展的研究工作较少。对于酸性或中性重金属污染的土壤，目前常用的稳定剂主要是石灰等碱性材料，通过提高土壤pH，促进重金属生成硅酸盐、碳酸盐等各种沉淀，以实现降低土壤中重金属的有效态含量和迁移，从而起到钝化重金属离子的作用，但其钝化效果不是很稳定。考虑到在弱碱性条件下，增加土壤pH难以降低土壤中有效态重金属，且容易造成土壤板结，肥力下降。因此对于弱碱性土壤稳定化修复技术的突破关键，在于研发弱碱性条件下持续有效且环境友好的土壤重金属稳定化复配修复剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：本专利技术主要针对北方偏碱性农用地的重金属镉污染，专门针对镉、铅等常见农田重金属开发的重金属钝化、稳定化改良剂，属新型无机复合修复改良剂，主要由天然非金属矿物或经特定改性工艺加工而成的黏土矿物材料，采用一些工业副产品、环境风险较低的矿物粉末、农业生产的废料残渣作为改良剂的原材料，具有快速并稳定的吸附作用、pH值调控作用的综合配方，对重金属钝化效果明显，可显著降低土壤中重金属有效性。同时，该改良剂基本不改变土壤形态，不会造成土壤板结和土壤肥力下降。为选择适合北方中低度重金属污染土壤的原位钝化修复剂以及原位修复技术提供了理论依据和参考，确定适用北方偏碱性农用地的治理修复及安全利用模式。本专利技术采用的技术方案如下：一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂，所述的改良剂成分为方解石粉，方解石粉含量占土壤比例的1-5％。优选的所述的方解石粉含量占土壤比例的3-5％。优选的所述的改良剂方解石粉含量占土壤比例的5％。优选的所述的方解石粉由天然方解石矿物磨细200目而成，方解石含量达到99％。优选的所述的农用地重金属镉污染的方解石基改良剂用于北方农用地金属污染修复的应用。通过采集北方中轻度镉污染的农用地土壤，进行不同改良剂对照及空白处理、室内培养试验、样品测试分析等工作，探究方解石粉、熟石灰、沸石粉、生物炭、蒙脱石粉在不同添加剂量情况下对土壤镉赋存形态随时间的动态变化，确定不同改良剂种类及用量对重金属镉的钝化效果，从中筛选出较行之有效的改良剂及施用量。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术中，主要采用以调控土壤pH值为主的碱性材料、以吸附土壤重金属为主的非金属天然矿物、其他物质(农业副产品)等作为北方偏碱性农用地重金属污染修复改良剂，取材方便、成本较低、操作简单、适用性强。2.本专利技术的改良剂对土壤中重金属有效态的修复治理效果呈现持久高效作用，对重金属离子交换态镉的降低效果高效稳定，适用于北方大面积中轻度重金属镉污染农用地，并且实现了废弃物的综合利用，无二次污染，符合生态绿色环保理念，资源循环利用的目的，达到生态、经济、社会三重良好效应。附图说明图1为实施例1添加不同剂量方解石粉后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图2为实施例1添加不同剂量熟石灰后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图3为实施例1添加不同剂量沸石粉后土壤离子交换态镉含量动态变化；图4为实施例1添加不同剂量生物炭后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图5为实施例1添加不同剂量蒙脱石粉后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图6为实施例2添加不同剂量方解石粉后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图7为实施例2添加不同剂量熟石灰后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图8为实施例2添加不同剂量沸石粉后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图9为实施例2添加不同剂量生物炭后土壤离子交换态镉含量的动态变化；图10为实施例2添加不同剂量蒙脱石粉后土壤离子交换态镉含量动态变化；图11为添加不同改良剂处理后pH值的动态变化(一次重复)；图12为添加不同改良剂处理后pH值的动态变化(二次重复)；图13为添加不同改良剂处理后pH值的动态变化(三次重复)。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。1材料与方法1.1供试材料供试方解石粉、熟石灰、沸石粉、生物炭、蒙脱石粉分别磨细后过200目备用，供试方解石粉由天然方解石矿物磨细200目而成，方解石含量达到99％；供试熟石灰购自化工厂生产的含量不少于95％的Ca(OH)2；供试沸石粉由天然的沸石磨细而成，沸石含量45-50％；供试生物炭采用玉米秸秆经高温厌氧环境中制备而成的生物炭；蒙脱石粉由天然的蒙脱石磨细而成，蒙脱石含量达到70-75％。表1供试改良剂比表面积检测结果1.2镉污染土壤制备由于用于培养试验要求土壤Cd含量较高，为了提高Cd化学形态分析数据的灵敏度和准确度，将分析纯CdCl2·2.5H2O作为镉源(本次CdCl2·2.5H2O购自阿拉丁试剂(上海)有限公司，99.95％高纯度化合物)，以溶液的形式加入供试土壤中。将CdCl2·2.5H2O化合物配制的Cd溶液加入到风干、研磨过20目筛后的试验土壤中，充分混匀，使土壤(烘干土)中Cd含量达到8mg/kg，并调节土壤含水量保持在田间持水量的70％(称重法)，在(25±2)℃下恒温培养箱中培养7d(一个星期)后，取出自然风干，作为镉污染的土壤用于试验，按每份100g土样装入具塞无色聚乙烯塑料瓶(或5号自封袋)中储存备用。1.3室内培养试验采用室内培养的方法，试验共设16个处理：未添加任何钝化剂的处理(CK)；3个剂量水平的方解石粉处理C1、C3、C5，依次代表施用量为1％，3％，5％(占供试土壤质量百分比，下同)；3个剂量水平的熟石灰处理L1、L3、L5，依次代表施用量为1％，3％，5％；3个剂量水平的沸石粉处理Z1、Z3、Z5，依次代表施用量为1％，3％，5％；3个剂量水平的生物炭处理B1、B3、B5，依次代表施用量为1％，3％，5％；3个剂量水平的蒙脱石粉处理M1、M3、M5，依次代表施用量为1％，3％，5％；每个处理设置3个重复。将之前人工污染风干后装入瓶(或5号自封袋)中的土壤按照上述比例将钝化剂添加到土壤中，并且充分混匀。经上述处理的土壤样品分别准确移至500mL培养皿中，每隔1d用去离子水给土壤补充水分，保持在田间持水量的70％(称重法)，盖上塑料膜，置于恒温箱中在(25±2)℃下培养，分别在1、7、15、30、50d分5次取样，每次称取适量土样在自然状态下风干过20目筛，测定土壤的pH、总镉、土壤中镉的7种形态含量。化学固定修复的长效性问题一直被认为是限制其应用的瓶颈，也是该技术在弱碱性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂，其特征在于：所述的改良剂成分为方解石粉，方解石粉含量占土壤比例的1-5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂，其特征在于：所述的改良剂成分为方解石粉，方解石粉含量占土壤比例的1-5％。


2.根据权利要求1所述的一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂，其特征在于：所述的改良剂中方解石粉含量占土壤比例的3-5％。


3.根据权利要求2所述的一种农用地重金属镉污染的方解石基改良剂，其特征在于：所述的改良剂中方解石粉含量占土壤比例的5％。

【专利技术属性】
技术研发人员：任超，王春帅，宋延斌，朱利文，肖建辉，王浩，赵瑞，李竞天，王卫兵，
申请(专利权)人：河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，
类型：发明
国别省市：河南;41