本发明专利技术提供了一种镉污染农田的土壤修复剂及其制备方法和用途，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：蒙脱土5份～20份、氧化镁5份～20份、生物钙材料15份～45份和生物炭15份～45份；通过以上四种组分的协同作用，对农田中的镉进行钝化，使土壤中游离镉含量大大降低。本发明专利技术的土壤修复剂具有成本低、修复效果好、成分安全、使用范围广以及修复周期短等优点。
A soil remediation agent for Cadmium Contaminated Farmland and its preparation methods and uses
The invention provides a Cd contaminated soil repair agent and its preparation method and application thereof, wherein the soil restoration agent by weight mainly comprises the following components: montmorillonite 5 ~ 20, 5 ~ 20, Magnesium Oxide biological calcium material 15 ~ 45 and 15 ~ biochar 45; through the above four components of the synergistic effect of passivation on farmland in cadmium, greatly reduce the free cadmium content in soil. The soil reparative agent of the invention has the advantages of low cost, good repair effect, safe composition, wide use range and short repair cycle.
【技术实现步骤摘要】
一种镉污染农田的土壤修复剂及其制备方法和用途
本专利技术属于土壤修复领域，涉及一种镉污染农田的土壤修复剂及其制备方法和用途。
技术介绍
镉是土壤环境中活性较强的重金属元素之一，农田环境中的镉，可通过作物根系被植物吸收，进而在植物体内富集，最终通过食物链进入人体。镉在人体的肝、肾部积累，会造成肾小管等脏器损伤，导致肾功能不全，并使人体骨骼代谢受阻，继而引发骨骼病变，危害人类健康。然而，进入人体内的镉，目前还没有安全有效的排除方法。2014年4月《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国所有污染物中超标点位最高的就是镉，超标点位达到了7.0％。耕地土壤点位超标率为19.4％，镉是其主要超标污染物之一。农田土壤镉主要是中轻度污染，但修复过程要求不能对土壤结构产生较大的影响，不能较大破坏土壤的农用价值与肥力水平，更不能对土壤造成二次污染，这就要求寻找一个安全、环境友好、见效快的方式来对农田土壤镉污染进行修复。目前针对农田镉污染的修复技术，主要有物理修复法、生物修复法和化学修复法。其中，物理修复法一般工程量大，成本较高，实施复杂，且常导致土壤结构破坏，肥力退化等；生物修复法大多是利用植物修复和微生物修复等方式对土壤中的镉进行去除或固定，对农田土壤镉污染修复较为安全、成本低廉且不会影响农田土壤的农用价值，但生物修复周期长、见效慢且修复效果受土壤污染程度及地理位置等的限制，不适合大面积推广。同时，生物修复法或是通过植物根系分泌有机物将镉固定在土壤，或是通过微生物吞食固定在其体内，以上两种方式，对镉的固定量少，且镉依旧存在于土壤中，依旧存在环境污染风险。另外，植物对土壤中镉进行修复，也可以通过植物根系吸收，将镉富集在植物体内，而这还存在对植物进行无害化处理的过程，增加了修复成本与修复程序。相对于生物修复法，化学修复法是利用化学物质降低土壤中重金属离子的迁移率，主要是用化学修复剂对农田进行原位化学钝化修复，见效快、修复周期短、成本低，不破坏土壤结构；同时，钝化剂中的营养元素添加到土壤中，可以作为植物所需的养分供植物吸收利用。针对农田镉污染修复，现有的钝化修复药剂已有很多报道。如CN105567249A公开了一种农田土壤镉污染化学修复剂，主要成分是腐植酸、硫酸铵、磷酸二氢钾、柠檬酸、焦磷酸二氢二钠、生物表面活性剂、镉化学解毒剂和膨润土，其成分较为复杂，且有机组分较多，严重影响土壤环境，且主要适用于北方的石灰性土壤，对南方酸性土壤效果不佳。CN105273721A公开了一种重金属镉的农田修复剂，主要成分是生石灰、石灰石、海泡石、蛭石和凹凸棒石，其主要适用于稻田镉污染修复，需要限定修复药剂的使用方法，且需结合叶面肥来保证水稻的质量。CN105838382A公开了一种高效降镉土壤修复剂，主要成分是改性水辉石、有机肥、腐植酸和微生物菌剂，其改性水辉石制备繁琐，微生物菌剂施用在土壤中，会受到不同土壤环境状况的影响，同时对土著微生物的生存造成影响，而有机肥可以为土壤提供营养物质，改善土壤结构，增加对镉的吸附，但同时也可能引入新的重金属或微生物，存在二次污染的风险。CN105713616A公开了一种镉污染土壤修复剂，主要成分是生物质炭、铁粉、草木灰、硫化钠和沸石，但其不论是制备方法还是使用方法都较为复杂，且使用铁粉会大大增加生产成本，又会额外造成土壤的重金属污染，且会受到土壤酸碱环境的影响。总的来说，目前已有的化学修复剂都存在其局限性，有必要从各种方法中取长补短，开发一种高效、成本低、安全及应用广泛的土壤修复剂。
技术实现思路
针对现有农田镉污染存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种环境友好、成本低、修复周期短且对重金属镉钝化效果好的农田镉污染的土壤修复剂。本专利技术通过四种原料的协同配合，对农田中的镉进行钝化，使土壤可以长期可持续利用。同时，本专利技术便于现场应用，不会影响农田土壤的农用价值；还能为土壤提供碳源，有利于提高土壤肥力。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镉污染农田的土壤修复剂，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：其中，所述蒙脱土的重量份可为5份、7份、10份、13份、15份、17份或20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；所述氧化镁的重量份可为5份、7份、10份、13份、15份、17份或20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；生物钙材料的重量份可为15份、17份、20份、23份、25份、27份、30份、33份、35份、37份、40份、43份或45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；所述生物炭的重量份可为15份、17份、20份、23份、25份、27份、30份、33份、35份、37份、40份、43份或45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。本专利技术中，所述土壤修复剂以上述四种物质为关键物质，通过四种物质的协同作用对农田中的镉进行钝化，同时保持土壤的结构以及酸碱平衡，使土壤可以长期可持续利用，而单一添加其中任何物质均无法达到理想的修复效果。本专利技术中，所述蒙脱土石土为常见的一种黏土矿物类型，对土壤不存在污染风险，为镉提供结合位点；所述氧化镁可提高土壤pH，可使镉形成氢氧化镉或碳酸镉的形式。氧化镁在土壤中生成碳酸镁针状晶体，该晶体与土壤颗粒进行结合形成晶架结构，可将镉固定在该结构空隙当中；同时，在一定程度上，还可作为镁肥，为农田土壤及农作物补充镁素营养；所述生物钙材料，其价廉易得且无二次污染，以碳酸钙为主要成分，施用在土壤中，有利于提高土壤pH，使镉形成氢氧化镉沉淀，钙离子对镉离子形成拮抗，减少植物对隔的吸收，同时成为土壤钙源，土壤中Ca离子多，有利于土壤团粒的形成，从而改良土壤结构；所述生物炭为镉提供了吸附位点，配合氧化镁和生物钙材料，可以大幅度提高镉的去除效果；同时其可为土壤提供碳源，强化土著微生物的生长，改良土壤，提高土壤肥力。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，可以更好的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，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：优选地，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：作为本专利技术优选的技术方案，所述土壤修复剂中蒙脱土、氧化镁、生物钙材料和生物炭的质量比为(0.5～1.5):(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)，例如，0.5:(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)、0.7:(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)、1:(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)、1.3:(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)或1.5:(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)等，又如(0.5～1.5):0.5:(1.5～2.5):(1.5～2.5)、(0.5～1.5):0.7:(1.5～2.5):(1.5～2.5)、(0.5～1.5):1:(1.5～2.5):(1.5～2.5)、(0.5～1.5):1.3:(1.5～2.5):(1.5～2.5)或(0.5～1.5):1.5:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镉污染农田的土壤修复剂，其特征在于，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：
【技术特征摘要】
1.一种镉污染农田的土壤修复剂，其特征在于，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：2.根据权利要求1所述的土壤修复剂，其特征在于，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：优选地，所述土壤修复剂按重量份计主要包括以下组分：3.根据权利要求1或2所述的土壤修复剂，其特征在于，所述土壤修复剂中蒙脱土、氧化镁、生物钙材料和生物炭的质量比为(0.5～1.5):(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5)，优选为1:1:2:2。4.根据权利要求1-3任一项所述的土壤修复剂，其特征在于，所述蒙脱土的目数为100目～300目，优选为200目；优选地，所述蒙脱土为钠基蒙脱土和/或钙基蒙脱土；优选地，所述氧化镁中MgO的含量≥65wt％；优选地，所述生物钙材料为牡蛎壳、海虹壳、毛蚶壳、蛋壳或珊瑚石中任意一种或至少两种的组合经研磨后的得到的物质；优选地，所述生物钙材料的目数为50目～200目，优选为100目；优选地，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张琢，景建元，王志新，
申请(专利权)人：北京润鸣环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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