專利名稱：：一種原位鈍化修復(fù)菜地土壤重金屬污染的方法一種原位鈍化修SmifctKS^污染的方法獄領(lǐng)域本發(fā)明涉iH:^a^污染的治理fe^，具體地說是一種原位鈍化修ft^ttki:^S^M污染的施。背景駄我國是世界上的麟^和消費(fèi)大國，^t植面積艦1700萬公頃，總產(chǎn)M^iJ5億多噸，為世界第3^出口國。然而，由于復(fù)種指數(shù)高，農(nóng)藥和月EMSA大，且多數(shù)分械鵬，受城市IDlk化污染影響大，我國^iikfi^i污染狀況日^^重。有調(diào)鼓明，我國^fch壤Cd污染鄉(xiāng)嚴(yán)重，Cd^M標(biāo)率高達(dá)24W。沈陽市近郊l萬多公頃^i也普遍受至Ufi^M污染，Cd和Pb的超標(biāo)率平均為91.6M;產(chǎn)出的大白菜中Cd^M標(biāo)率高達(dá)100T。，？1)^4^標(biāo)率為33.3%。由此可見，菜itkJ:壤的fi^M污染問題已嚴(yán)M脅到我國M安全生產(chǎn)，成為亟需解決的突出環(huán)境問題。目前可用于治3±^屬污染的技術(shù)很多，主要包括i)物理治as^術(shù)，如客土法、電動(dòng)力法以及熱處理法等；2)化學(xué)治理技術(shù)，如化學(xué)m^fe法、氧化修復(fù)法、還原修復(fù)法以及化學(xué)鈍化《縛；3)生物修復(fù)技術(shù)，即利用某些植物、動(dòng)物、mi物來吸收、提取或固定土壤中的污染吻，其中以植^l取修復(fù)技術(shù)研究和應(yīng)用較多。現(xiàn)有的這^h壤污染治理技術(shù)都有一定的修復(fù)效果，但也存在著駄的局限性。例如，客土法、電動(dòng)力法、化學(xué)微法等成賴高，對土壤擾動(dòng)大，嚴(yán)重?cái)嗍贤羒劍巴力，而且易造成二次污染，因此只適用于治理小范圍嚴(yán)重污染土壤以及處理突發(fā)污染事故。而植鵬取修復(fù)技術(shù)雖然因其操作簡便和環(huán)境友好而受至IJ廣泛關(guān)注，但目前發(fā)現(xiàn)的修復(fù)用植物品種剤艮，且多數(shù)生物量低，生長緩漫，適應(yīng)能力差，修復(fù)效率難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要?？傊壳坝糜谥味荕ife屬污染的實(shí)用、可靠、成熟的技^1>。因此，尋求高效、經(jīng)濟(jì)、安全的土itS^屬污染治理技術(shù)已成為擺在人們面前的重要課^一。fchiiS^屬污染的化學(xué)治理技術(shù)中，原位化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)以其簡便、效果好和經(jīng)濟(jì)實(shí)用靴點(diǎn)而受到人們的普遍翻，尤其適用于修復(fù)大面積中、輕度污染的農(nóng)田土壤。它艦杜壤中投加石灰、有機(jī)物料、磷,等鈍化材料，與，屬元素發(fā)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化以及氧化還原等一系列反應(yīng)，進(jìn)而改M^屬的賦存形態(tài)，顯著降低其生物有效性和可遷移性，明顯纟激軍錢屬污^tH物生長的毒害作用，大幅M^植物對餘屬的吸收累私i)Uiti^己80年ftfe原位鈍化修復(fù)技術(shù)開始&A到實(shí)際應(yīng)用中。目前原位鈍化修復(fù)技術(shù)中常用的鈍化材料包括堿性材料、含P材料、粘土礦物、鐵錳氧化物以及有機(jī)物料等。其中，粘土礦物用于敏屬污^±壤的鈍化修復(fù)，具有原位、謝介、易操作、有效期長、對土壤理化'M和質(zhì)地?zé)o影響等優(yōu)點(diǎn)，并且作為土壤的主要組分之一，它可以增^±壤的自凈能力，改善土壤的團(tuán),構(gòu)。財(cái)卜，我國粘土礦物資源具有品種豐富、分布廣泛、M巨大、價(jià)格^^m勢，將其用于錢屬污肚壤的鈍化修復(fù)，不僅可以為污染環(huán)境治理麟一絲效的途徑，也有利^f占土礦物資源的綜合利用。常用于s^污染土壤鈍化修復(fù)的天然粘土礦鵬:沸石、^E石、高嶺石、凹凸棒石、海泡石和頓等，其中，以沸石、海泡石、飄石的鈍化修魏果艦，而且相規(guī)究也較多。然而，粘土礦物用于fi^S污肚壤的鈍化修復(fù)也存在一些問題。天然粘土礦物修復(fù)能力有限，要超U艦的修復(fù)蝶往ftffi用量駄，導(dǎo)致治SJ^^高，實(shí)用性穀U—定的影響；雖然MiiM:理、熱處理、離子交換等改'鵬施可以改善其修復(fù)效能，但是這，施往往導(dǎo)致費(fèi)用升高，難以大規(guī)模jir鵬。為了解^m問題，可以考慮將粘土礦物與含p材料配合《頓，一方面二者^^雜鈍化修復(fù)作用，提高鈍化修復(fù)的效率，M^粘土礦物用量；另一方面將粘土礦物改良土/理結(jié)構(gòu)以及含p材料改善土分狀況的優(yōu)勢結(jié)^*，充分提高土頓量，恢fct壤的生態(tài)功能和產(chǎn)業(yè)功能，以超lj鈍化修復(fù)的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明樹共了一種高效、經(jīng)濟(jì)、^的原位鈍化修復(fù)^iM:iiS^污染的方法。為實(shí)5jub^目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案如下-在待修復(fù)的菜i肚壤中，根據(jù)具銜染瞎況，ffiA海泡石和磷酸二氫轉(zhuǎn)，充分混勻。所施用的海泡石為100-200目礦粉，產(chǎn)地不限，施用量為干±^的3%-9%。所施用的磷酸二氫轉(zhuǎn)為農(nóng)用的過磷,或重過磷mi丐化肥，施用量為干土重的0.25%，以純磷酸二氫鈣計(jì)，化肥可按含P量折算?？紤]到鈍化材料與污染土壤充分接觸有利于提高鈍化修復(fù)的效果，在現(xiàn)場j頓時(shí)，可先用農(nóng)業(yè)機(jī)嫩每污針Mli耕，并將土i射丁碎，然后ifcfit鈍化材料，再次翻耕混勻，即可種植蔬菜。采用該方法鈍化修復(fù)重金屬污染土壤的原理在于粘土礦tr海泡石具有較強(qiáng)的表面吸附和離子交換能力，可溶性磷鵬磷酸二氫釣可以14±1交體對重纖離子的吸附，也可以和餘屬元素發(fā)生反應(yīng)生成磷MS沉淀。二者被添加到污^±壤中以后，可以和土壤中的魅屬元素發(fā)生專性吸附、表面絡(luò)合、離子交換以及共、沉淀等一系列反應(yīng)，{4±壤中的,屬元素由活性較高的形態(tài)向活性低的形態(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低mil的生物有效性和可遷移性，超幌化修復(fù)的目的。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)修復(fù)效果好。本發(fā)明合魁也配合亍柳鈍化材料海泡石和磷酸二氫铞，ffl3i二者與重金J元素發(fā)生吸附、絡(luò)合、沉淀等反應(yīng)，顯著斷氐其生物有效性和可遷移性；同時(shí)，海泡石可以提高土壤自凈能力，磷酸二氫轉(zhuǎn)可以改善土翻巴力狀況，二者K^起來4頓可以有效提高土驗(yàn)量，恢復(fù)菜i肚壤的生態(tài)功能和產(chǎn)業(yè)功能。(2)原料來源廣泛，駄低廉。海泡石在我國《糧巨大，在河北、湖南、江西、江蘇等省均有廣泛分布,價(jià)格較低，且在本發(fā)明中所用的海泡石不需要改1^g施處理，原礦粉即可，不限產(chǎn)地;而磷酸二氫f5則直接艦常見的磷肥，來源充足，價(jià)榭驢。(3)翻范圍廣。本發(fā)明的鈍化修復(fù)方法可以在大面積中、總污染的±壤中{頓，對于由多種S^元素弓胞的復(fù)合污染也有顯著的媒，同時(shí)現(xiàn)場《頓方法簡單，不雜二次污染，可以大規(guī)模,細(xì)。圖1為^i例1中不同鈍化處理下油±部干重示意圖；圖2為實(shí)施例1中不同鈍化處理下土^t^[態(tài)Cd含i^意圖。鄉(xiāng)例l:原位鈍化修復(fù)鎘污肚壤供^±自湖北大冶，pHft^j7.20，總Cd^S為1.20mg/kg，屬于feg鎘污^i:壤。實(shí)驗(yàn)設(shè)有二類處理海泡石單一處理(s)以及海泡石與磷酸二氫藥復(fù)合處理(s+p)。前者:fcL壤中分別添加質(zhì)量比為3%、6%、9%過200目篩的海泡W粉；后者除了添加相同用量的海泡石外，同時(shí)添加0.25%的磷酸二氫鈣；以不添加鈍化材料作為對照處理(CK)。將土^f鈍化材料充分混勻，并ffiA—定量的尿素和磷酸二氫鉀作為基肥，^A塑料盆中，每盆裝土2.5kg，各處理重復(fù)3次。陳化l個(gè)月后衞中油菜，每日用去離子水澆灌，^牡衝JC鄉(xiāng)持在田間持zK量的6TO左右。油菜生長60天后收獲取樣，采用硝l高氯酸法消解，原子吸收分光^g法測定植物樣品中的Cd含量，采用隠浸提法提取測定土壤中有效態(tài)Cd的含量。不同鈍化處SXt油菜iith部干重的影響見圖1。由圖1可知，海泡石與磷M&的復(fù)合處理可以顯著提高油^iikJ:部干重，最大為對照的1.84倍；而海泡石單一處理則樸油^iiU:部干重沒有顯著影響。由此可見，海泡石與磷ma復(fù)合處理的增產(chǎn)作用明顯優(yōu)于海泡石單一處理。不同鈍化處m油菜iiU:部Cd含量的影響如表l所示。隨^M化材f4^加量的增加，油菜干樣itki:部Cd含4^著下,勢。在相同海泡石投加量下，復(fù)合處理的iiU:部Cd含量始終顯著低于單一處理。在9°/旖泡石單一處理中，油菜干樣i11i:部Cd含量比對照斷氐28。/。；而在9%海泡石與磷鵬復(fù)合處理中，油菜i處部Cd含量則附氐了66%。我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2762-2005規(guī)定，葉^^菜Cd含量限定戯0.2mg/kg。由表1可知，在海泡石與磷麟的復(fù)合處理中，油菜鮮樣Cd含量頓低于這一標(biāo)準(zhǔn)，而在海泡石單一處理中，油菜鮮樣Cd含量^^S3iS—標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，海泡石與磷鵬的復(fù)合處理在斷氏蔬凍Cd吸收、提繊紅頓量方面的作用優(yōu)于海泡石單一處理。圖2反映了不同鈍化處m土壤有效態(tài)Cd含量的影響。由圖2可知，隨^化材I4^加:M加，土^w^態(tài)cd^MM步斷氐。海泡石與磷ma復(fù)合處a^土壤cdW^性的影響要比海泡石單一^baM著，在相同海泡石撤口量下，復(fù)合鵬的土M^c態(tài)cd纏臺終顯割氐于單一處理。在海泡石投加*^1』9%時(shí)，單一^blW^態(tài)Cd含量t:瀏照斷氐38y。，而復(fù)合處理則t樹照降低61%。由此可知，海泡石與磷,復(fù)合，在斷氐土壤Cd有效性方面的作用優(yōu)于海泡石單一處理^"戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)果，采用本發(fā)明的鈍化修復(fù)方法可以顯著斷￡±^1Cd的生鵬效性和可遷移性，M^^^cd的吸收累積，同時(shí)w^sa油菜生長，從而超ij鈍化修復(fù)的目的。表l不同鈍化處SXt油菜itLh部Cd含量的影響(mg/kg)鈍化鵬干樣對照2.690.303%海2.460.326%海2.250.289%海1.940.253%,1.120.186%,1.190.199%齡P0.900.16實(shí)施例2:原位鈍化修復(fù)鎘鉛復(fù)合污染土壤為了進(jìn)一步考察本發(fā)明的鈍化修復(fù)方法對錢屬復(fù)合污^±壤的修復(fù)效果，制備了模擬鎘鉛復(fù)合污處壤，進(jìn)行了鈍化修復(fù)實(shí)驗(yàn)。供處壤與實(shí)施例1相同，肚壤中投加Pb-300mg/kg制成鎘鉛復(fù)合污^zh壤。實(shí)驗(yàn)處理與實(shí)施例1相同。將土壤與鈍化材料充分混勻，并添加一定量的尿素和磷酸二氫鉀作為基肥，充分混勻，^A塑料盆中，每盆赴2,5kg，各處驢復(fù)3次。P東化l個(gè)月后播種油菜，每日用去離子水澆灌，{灶衝尺分鵬在田間持水量的60%左右。油菜生長60天后收獲取樣，采用硝酸、高氯酸法消解，原子吸收儲(chǔ)鵬法測定植物樣品中的Cd、Pb含量。不同鈍化處理油菜iiUl部S^屬含量如表2所示。隨it^化材料添加量增加，油菜ilLh部Cd和Pb的含量呈不斷附fel勢。在相同海泡石投加量下，復(fù)合處理的iiLt部Cd、Pb含量均明顯低于單一處理。在海泡石投加駄到9%時(shí)，單一處理中油菜i肚部Cd、Pb含量分別t瀏照處理降低41%和29%，而在復(fù)合處理中，油菜體內(nèi)Cd、Pb含量則分別斷氐了60%和36%。這表明海泡石與百粦酸復(fù)合處艦油^i灶部Cd、Pb吸收的影響要比海泡石單一處ffiM著。另外，從斷氐百分率來看，海泡石單一處理以及復(fù)合處Ji^油菜Cd吸收的影響要比Pb吸i^M著。^J^實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，6采用本發(fā)明提出的鈍化修復(fù)方法可以顯著斷氐污^i:壤中Cd、Pb的生t/W^性，有效M^^mCd、Pb的吸收累積。由此可知，本發(fā)明的鈍化修復(fù)方M于S^復(fù)合污^i:壤也W^的修復(fù)$，，3Sffl范圍,。表2不同鈍化^W(t油菜itUi部^M^M的影響(nig/kg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種原位鈍化修復(fù)菜地土壤重金屬污染的方法，其特征在于在待修復(fù)的菜地土壤中，施入海泡石和磷酸二氫鈣，充分混勻。2.如權(quán)利要求i臓的原位鈍化修aasikhm^i污染的施，賺征在于所鵬,泡石為100-200目礦粉，產(chǎn)地不限，施用動(dòng)干土重的3%-9%。3.如權(quán)利要求1皿的原位鈍化修復(fù)±:^1污染的方法，賺征在于所鵬的磷酸二氫鈣為農(nóng)用的過磷Kf5^Sl磷,似巴，施用量為干±￡的0.25%，以純磷酸二氫銬計(jì)。4.如權(quán)利要求1臓的原位鈍化修^±￡^1污染的方法，辦征在于在現(xiàn)場i頓時(shí)，可細(xì)M鵬各污MMis耕，并將土:t^m然后,鈍化材料，再次翻耕混勻，即可用于麟種植。全文摘要本發(fā)明提供了一種原位鈍化修復(fù)菜地土壤重金屬污染的方法。該方法是在待修復(fù)菜地土壤中，根據(jù)具體污染情況，分別按干土重的3％-9％和0.25％施入海泡石和磷酸二氫鈣，充分混勻。該方法合理地配合使用鈍化材料海泡石和磷酸二氫鈣，通過二者與重金屬元素發(fā)生吸附、絡(luò)合、沉淀等反應(yīng)，顯著降低土壤重金屬的生物有效性和可遷移性，同時(shí)提高土壤自凈能力，改善土壤肥力狀況，使其能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品，從而恢復(fù)菜地土壤的生態(tài)功能和產(chǎn)業(yè)功能。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于原料來源廣泛，使用方法簡單，成本低廉，修復(fù)效果好，適用范圍廣，且不會(huì)引起二次污染，具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文檔編號B09C1/00GK101664757SQ20091007071公開日2010年3月10日申請日期2009年9月29日優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日發(fā)明者揚(yáng)孫,徐應(yīng)明,梁學(xué)峰,林王,旭秦申請人:農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所