本发明涉及土壤修复
技术领域：
，具体涉及治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：随着我国工业的发展，我国耕地以及农产品受到重金属污染越来越严重，其中以镉和砷污染尤为突出，目前我国耕地受镉和砷污染严重，造成经济损失也持续增加。镉和砷复合污染农田常用的修复技术包括化学钝化、植物修复和微生物修复。植物修复方法虽然可通过超富集植物吸收土壤中的重金属，但大多数植物生长缓慢，生物量小，所需周期长。微生物修复技术往往因为微生物专一性较强，吸收量小等因素，难以在镉和砷复合污染农田运用。化学钝化技术主要是通过向土壤中添加钝化剂，该方法具有投入低、操作简单、效率高等特点，容易实现在大面积镉和砷复合污染农田的运用。在镉和砷复合污染土壤中，使用单一功能的钝化剂往往难以达到很好的钝化效果，主要是由于镉和砷两种元素化学性质及在土壤中存在的形态不同，在修复过程中存在拮抗作用，治理镉污染土壤的钝化剂不适用于砷的治理，治理砷污染土壤的钝化剂不适用于镉的治理。中国专利文献cn110016345a，公开一种镉和砷吸附材料、制备方法及用途，该方法包括煤质活性炭、硫酸亚铁、氧化钙按照质量比为3:3:1混合制成，将总添加量为污染土壤质量的3％的钝化剂添加入污染土壤中。该钝化剂投加量大，容易引起土壤性质发生变化。因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有钝化剂制备过程复杂、及修复效率低等缺陷，从而提供一种钝化剂及其制备方法和应用。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂及其制备方法和应用。本发明是这样实现的：本发明提供一种治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂，所述钝化剂使草木灰和硝酸铁的混合物，具体包括1-10重量份草木灰以及1-10重量份硝酸铁，所述硝酸铁为无水硝酸铁。草木灰是柴草燃烧后形成的灰烬，属于质地疏松的速效性钾肥，一般含有5％至15％的有效钾，还含有钙、镁、硫、磷、铁元素。其作用有：促进发芽、加速生根、防止落叶、防病治虫、增强抗逆性、防止伤流。草木灰可以提高土壤ph,促进土壤中的镉沉淀，主要是因为草木灰是一种含炭无机物，具有较高的比表面积，对镉具有较高的吸附能力和表面络合能力。草木灰中的碳酸根离子、磷的溶出会与土壤中的镉发生反应；而硝酸铁会将土壤中的砷以fe-as的形式固定。进一步地，所述钝化剂包括2-5重量份草木灰以及1-10重量份硝酸铁。进一步地，所述钝化剂包括2-5重量份草木灰以及1重量份硝酸铁。进一步地，所述钝化剂包括4重量份草木灰以及1重量份硝酸铁。本发明还提供上述治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)取草木灰原料，干燥后粉碎后过筛；(2)按比例称取草木灰和无水硝酸铁，混匀，干燥装袋保存。本发明还提供上述治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂在复合镉和砷污染土壤中的应用。本发明具有以下有益效果：1、该钝化剂可以通过较大的表面积大量吸附土壤中的镉和砷，其中镉主要以吸附沉淀的方式被固定，而砷主要以fe-as形式固定在土壤中；本发明的制备方法和制备条件简单，所涉及的只需要将草木灰与硝酸铁混匀。2、该钝化剂施加到镉和砷复合污染土壤中，能同时使土壤中镉和砷的有效态含量降低，水稻稻米中镉和砷的含量降低，旨在为我国镉和砷复合污染土壤修复提供参考。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本实施方式中选取的稻田土壤ph为6.2，总镉为1.15mg/kg，总砷为48mg/kg，以不添加钝化剂材料作为空白对照处理。实施例1取草木灰原料，干燥后粉碎，过100目筛，将钝化剂以500kg/亩添加到污染土壤中，其中钝化剂组成为草木灰和硝酸铁的质量比为2:1。在撒施作业过程中，要保证钝化剂撒施均匀，防止多施用或者漏施，施加完毕后，加入一定量的水，保持土壤水分达到田间最大持水量的60～70％。我合计合计下的由于施工区域面积大，在钝化剂撒施前需要确定每个田块的面积，根据每一块面积精确计算钝化剂的用量。在水稻成熟后分别对稻米中镉和砷进行检测，采用tessier法提取成熟期土壤中镉和砷的形态。实施例2取草木灰原料，干燥后粉碎，过100目筛；将钝化剂以500kg/亩添加到污染土壤中，其中钝化剂组成为草木灰和硝酸铁的质量比为3:1。在撒施作业过程中，要保证钝化剂撒施均匀，防止多施用或者漏施，施加完毕后，加入一定量的水，保持土壤水分达到田间最大持水量的60-70％。由于施工区域面积大，在钝化剂撒施前需要确定每个田块的面积，根据每一块面积精确计算钝化剂的用量。在水稻成熟后分别对稻米中镉和砷进行检测，采用tessier法提取成熟期土壤中镉和砷的形态。实施例3取草木灰原料，干燥后粉碎，过100目筛；将钝化剂以500kg/亩添加到污染土壤中，其中钝化剂组成为草木灰和硝酸铁的质量比为4:1。在撒施作业过程中，要保证钝化剂撒施均匀，防止多施用或者漏施，施加完毕后，加入一定量的水，保持土壤水分达到田间最大持水量的60-70％。由于施工区域面积大，在钝化剂撒施前需要确定每个田块的面积，根据每一块面积精确计算钝化剂的用量。在水稻成熟后分别对稻米中镉和砷进行检测，采用tessier法提取成熟期土壤中镉和砷的形态。实施例4取草木灰原料，干燥后粉碎，过100目筛；将钝化剂以500kg/亩添加到污染土壤中，其中钝化剂组成为草木灰和硝酸铁的质量比为5:1。在撒施作业过程中，要保证钝化剂撒施均匀，防止多施用或者漏施，施加完毕后，加入一定量的水，保持土壤水分达到田间最大持水量的60-70％。由于施工区域面积大，在钝化剂撒施前需要确定每个田块的面积，根据每一块面积精确计算钝化剂的用量。在水稻成熟后分别对稻米中镉和砷进行检测，采用tessier法提取成熟期土壤中镉和砷的形态。实施例1-4和对照组相比，通过tessier法提取成熟期土壤中镉和砷的形态情况见表1、表2。表1土壤中镉各形态的比例实施例1实施例2实施例3实施例4对照组交换态/％31.228.722.627.234.7碳酸盐/％23.923.122.626.222.8铁锰/％31.232.434.833.028.7有机态/％2.81.92.61.92.0残渣态/％11.013.917.411.711.8表2土壤中砷各形态的比例实施例1实施例2实施例3实施例4对照组交换态/％0.40.40.20.30.4碳酸盐/％1.61.61.61.71.6铁锰/％3.63.53.63.63.6有机态/％0.60.60.60.60.6残渣态/％93.893.994.093.893.8实施例1-4和对照组相比，稻米重金属含量的情况见表3。表3稻米中重金属含量从表1、表2、表3可看出，实施例1所制备材料使土壤中交换态镉的比例相比于对照组下降10.1％，使稻米中镉和砷的含量相比于对照组分别下降11.7％和5.0％；实施例2所制备材料使土壤中交换态镉的比例相比于对照组下降17.3％，使稻米中镉和砷的含量相比于对照组分别下降28.3％和7.5％；实施例3所制备材料使土壤中交换态镉的比例相比于对照组下降34.8％，使土壤中交换态砷的比例相比于对照组下降50.0％，使稻米中镉和砷的含量相比于对照组分别下降56.7％和52.5％；本实施例4所制备材料使土壤中交换态砷的比例相比于对照组下降25.0％，使土壤中交换态砷的比例相比于对照组下降25.0％，使稻米中镉和砷的含量相比于对照组分别下降40.0％和20.0％。综上所述，本发明的钝化剂可有效降低土壤中镉和砷有效态的比例，减少了水稻稻米中镉和砷的含量，在草木灰与硝酸铁混合比在4:1时，各效果达到最佳。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂，其特征在于，所述钝化剂使草木灰和硝酸铁的混合物，具体包括1-10重量份草木灰以及1-10重量份硝酸铁，所述硝酸铁为无水硝酸铁。
2.如权利要求1所述的治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂，其特征在于：所述钝化剂包括2-5重量份草木灰以及1-10重量份硝酸铁。
3.如权利要求1所述的治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂，其特征在于：所述钝化剂包括2-5重量份草木灰以及1重量份硝酸铁。
4.如权利要求1所述的治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂，其特征在于：所述钝化剂包括4重量份草木灰以及1重量份硝酸铁。
5.权利要求1-4所述的治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)取草木灰原料，干燥后粉碎后过筛；
(2)按比例称取草木灰和无水硝酸铁，混匀，干燥装袋保存。
6.权利要求1所述的治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂在复合镉和砷污染土壤中的应用。
技术总结本发明提供了一种治理水稻田镉、砷复合污染的钝化剂，所述钝化剂使草木灰和硝酸铁的混合物，具体包括1‑10重量份草木灰以及1‑10重量份硝酸铁，所述硝酸铁为无水硝酸铁，本发明还提供了该钝化剂的制备方法和应用。本发明的钝化剂可以通过较大的表面积大量吸附土壤中的镉和砷，其中镉主要以吸附沉淀的方式被固定，而砷主要以Fe‑As形式固定在土壤中；本发明的制备方法和制备条件简单，所涉及的只需要将草木灰与硝酸铁混匀。
技术研发人员：马烁;王文燕;景琪;杨发文;冉宇;朱颖
受保护的技术使用者：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司
技术研发日：2020.10.30
技术公布日：2021.03.12
