【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土壤污染修复，具体涉及一种治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂、制备工艺及应用。
技术介绍
1、镉和砷都是毒类金属元素，会对人们身体健康造成影响，我国目前农田中砷含量的情况是：部分地区潜在或轻度超标农田的比例较高，且多数尚在农业利用中。对这部分农田如何采取防范措施，使之达到“边修复、边利用”的目的，对我国现代农业发展和保障农产品质量安全十分重要。
2、原位钝化技术是修复治理重金属污染农田土壤最常用的技术之一。当前常用的镉钝化剂主要有石灰、海泡石、沸石、磷矿石、赤泥、粉煤灰、生物炭等，而砷钝化剂主要有含铁材料、稀土元素以及改性生物炭等。镉在土壤中主要以二价阳离子(cd2+)存在，砷在土壤中往往以含氧的砷酸根(aso45-)或亚砷酸根(aso33-)形式存在。由于镉和砷在性质的差异及在土壤中存在形态的差异，当前治理镉污染土壤的钝化剂往往不适应砷污染土壤的治理，而治理砷污染土壤的钝化剂也不适应镉污染土壤的治理。比如，当前对于修复镉污染土壤大量采用碱性材料，用于提高土壤ph值，使镉形成氢氧化物沉淀，达到降低土壤中镉有效性的目的；但土壤ph值的升高，对于土壤中的砷却起到了活化作用，提高了土壤中砷的有效性，而不适用于砷污染土壤修复治理。为减少cd和as的迁移转化能力，常采用施加钝化剂的方式来改变土壤中cd-as的赋存形态，降低其生物有效性。cd和as在土壤中的化学行为截然不同，单一钝化剂难以同时降低两者的生物有效性，因此需使用复合钝化剂。
3、中国专利申请号为201811612571.5提供了一种重金
4、过氧化钙是一种氧化剂，溶于水呈碱性并释放出氧气，既可以通过提高土壤ph达到降低土壤中镉有效性，又可以通过氧化作用把毒性较大的as3+转变为呈毒性弱的as5+，是一种有降低土壤中镉和砷有效性的原料。
5、因此，针对镉砷复合污染土壤同步修复治理的难点，很有必要设计一种同时钝化cd和as的缓释型修复剂，以提高土壤修复效果，延长修复剂的作用时间，有效降低稻米中镉砷含量，实现镉砷复合污染稻田土壤的再次安全利用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂、制备工艺及应用，该缓释型修复剂能够在水稻整个生育期实施镉砷同步钝化阻控，用量小、效果显著且稳定。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、过氧化钙造粒；
5、s2、将海泡石加入稀硫酸中煮沸1h，浸泡5-8h后过滤、洗涤、干燥，得到预处理海泡石；向硝酸铁溶液加入碳酸钠，60-70℃下搅拌反应2-3h，反应完成后在室温下老化48h，得到混合液；将预处理海泡石加入去离子水中制成悬浮液，接着滴加混合液，进行恒温反应，反应完成后室温老化24h，过滤、洗涤、干燥，得到改性海泡石；
6、s3、将膨润土加入去离子水中，经超声分散后，加入改性液中浸泡，浸泡完成后过滤、干燥，得到预处理膨润土；随后将预处理膨润土加入去离子水中，接着加入木质素、硝酸锰、步骤s2中的改性海泡石，搅拌均匀后，进行水热碳化反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性膨润土；
7、s4、将圆鼓造粒机圆盘倾斜角调整至45-60°，加温装置调至40-55℃，将步骤s1中的过氧化钙颗粒置于圆鼓造粒机，将步骤s3中的改性膨润土作为包膜材料置于振动给料机中，进行匀速投入，用水雾喷枪不断在颗粒的上升处喷水雾，直至包膜完毕，干燥后即得缓释型修复剂。
8、优选的，步骤s1中所述过氧化钙造粒的具体方法为：将圆盘造粒机圆盘倾斜角调整至40-65°，加温装置调至40-55℃；将过氧化钙粉末放至圆盘造粒机的圆盘内，把圆盘造粒机转速调至20-40r/min，根据成粒情况，用水雾喷枪不断在粉末的上升处喷水雾，并不断筛选出直径为3-5mm表面光滑的颗粒，同时不断加入过氧化钙粉末，直至造粒完毕。
9、优选的，步骤s2中所述稀硫酸的质量分数的为5％，硝酸铁溶液的浓度为0.1-0.3mol/l，所述碳酸钠与硝酸铁溶液的质量体积比为10-30g:1000ml。
10、优选的，步骤s2中预处理海泡石、混合液的质量比为10:100-200；所述恒温反应的温度为60-80℃，反应时间为3-5h。
11、优选的，步骤s3中所述改性液为十八烷基双羟乙基甲基氯化铵与十六烷基甲基二羟乙基溴化铵混合水溶液，其中，十八烷基双羟乙基甲基氯化铵的浓度为20-30g/l，十六烷基甲基二羟乙基溴化铵的浓度为20-30g/l；所述浸泡的温度为50-60℃，时间为2-4h。
12、优选的，步骤s3中所述预处理膨润土、木质素、硝酸锰、改性海泡石的质量比为50:15-20:3-6:25-50。
13、优选的，步骤s3中所述水热碳化反应的温度为220-240℃，时间为12-16h。
14、优选的，步骤s5中所述过氧化钙颗粒与改性膨润土的质量比为100:10-20；所述干燥温度为80-100℃。
15、本专利技术还保护一种所述方法制备得到的治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂。
16、本专利技术还保护一种所述治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂的应用，将所述治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂按土壤质量的0.005-2％添加至污染土壤中。
17、优选的，所述污染土壤为轻中度镉砷复合污染土壤。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
19、(1)本专利技术提供的治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂，高效融合多种钝化修复机制，优化配比参数，能够实现土壤镉砷同步钝化，施入土壤后通过吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等一系列过程，促使酸提取态cd转化为残渣态，从而降低其生物有效性和迁移能力，有效降低水稻镉砷含量，稻米镉含量降低80％以上，稻米砷含量降低90％以上，实现了镉砷复合污染稻田土壤安全利用。
20、(2)本专利技术提供的治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂，以过氧化钙为核心、改性膨润土为包膜材料，过氧化钙可在较长一段时间内持续不断地释放氧气，促进植物体内的新陈代谢活动，增强植物根系的呼吸作用，并提高农产品的产量及质量，作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述过氧化钙造粒的具体方法为：将圆盘造粒机圆盘倾斜角调整至40-65°，加温装置调至40-55℃；将过氧化钙粉末放至圆盘造粒机的圆盘内，把圆盘造粒机转速调至20-40r/min，根据成粒情况，用水雾喷枪不断在粉末的上升处喷水雾，并不断筛选出直径为3-5mm表面光滑的颗粒，同时不断加入过氧化钙粉末，直至造粒完毕。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述稀硫酸的质量分数的为5％，硝酸铁溶液的浓度为0.1-0.3mol/L，所述碳酸钠与硝酸铁溶液的质量体积比为10-30g:1000mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中预处理海泡石、混合液的质量比为10:100-200；所述恒温反应的温度为60-80℃，反应时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述改性液为十八烷基双羟乙基甲基氯化铵与十六烷基甲基二羟乙基溴化铵混合水溶
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述预处理膨润土、木质素、硝酸锰、改性海泡石的质量比为50:15-20:3-6:25-50；所述水热碳化反应的温度为220-240℃，时间为12-16h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述过氧化钙颗粒与改性膨润土的质量比为100:10-20；所述干燥温度为80-100℃。
8.一种如权利要求1-7任一项所述方法制备得到的治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂。
9.一种如权利要求8所述治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂的应用，其特征在于，将所述治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂按土壤质量的0.005-2％添加至污染土壤中。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述污染土壤为轻中度镉砷复合污染土壤。
...【技术特征摘要】
1.一种治理镉砷复合污染农田土壤的缓释型修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述过氧化钙造粒的具体方法为：将圆盘造粒机圆盘倾斜角调整至40-65°，加温装置调至40-55℃；将过氧化钙粉末放至圆盘造粒机的圆盘内，把圆盘造粒机转速调至20-40r/min，根据成粒情况，用水雾喷枪不断在粉末的上升处喷水雾，并不断筛选出直径为3-5mm表面光滑的颗粒，同时不断加入过氧化钙粉末，直至造粒完毕。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述稀硫酸的质量分数的为5％，硝酸铁溶液的浓度为0.1-0.3mol/l，所述碳酸钠与硝酸铁溶液的质量体积比为10-30g:1000ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中预处理海泡石、混合液的质量比为10:100-200；所述恒温反应的温度为60-80℃，反应时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述改性液为十八烷基双羟乙基甲基氯化铵与...
【专利技术属性】
技术研发人员：董春华，
申请(专利权)人：湖南省土壤肥料研究所，
类型：发明
国别省市：
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