[發明專利]一種降低土壤鎘生物有效性的修復材料及其在弱堿性土壤鈍化修復中的應用

有效

• 申請號: 202110080365.X
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112916604B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 周靜;夏睿智;梁家妮;張晨;周典海;周俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所;江西潔地環境治理生態科技有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明提供了一種降低土壤鎘生物有效性的修復材料及其在弱堿性土壤鈍化修復中的應用，涉及土壤重金屬污染防治技術領域。本發明提供的修復材料包括選鐵尾礦和堿木質素；所述選鐵尾礦的質量為選鐵尾礦和堿木質素質量之和的80～90％；所述選鐵尾礦是由鐵尾礦、云母和白云石按照質量比1:1.5:2.5混合，在1100℃下煅燒1h得到的。本發明以選鐵尾礦?堿木質素復合鈍化材料作為修復材料，能夠對弱堿性土壤中的重金屬鎘進行有效吸附和絡合實現對重金屬鎘的固定，從而降低弱堿性土壤中重金屬鎘生物有效性，并且，能夠保證對重金屬鎘具有長期有效的固定性。此外，本發明提供的修復材料成本低，對土壤無害，不會對土壤造成二次污染。

技術領域

本發明涉及土壤重金屬污染防治技術領域，特別涉及一種降低土壤鎘生物有效性的修復材料及其在弱堿性土壤鈍化修復中的應用。

背景技術

近些年我國耕地土壤重金屬污染越發嚴重，其中首要污染物為重金屬鎘，超標率達7％。鎘是生物體非必需元素，由于其具有高遷移性、高毒害性、高積累性和難消除性，被視為生物毒性最強的重金屬。重金屬鎘進入土壤后，由于其具有較高的生物活性，易被植物體吸收富集，同時隨著食物鏈的延伸對人體健康產生威脅，包括導致骨質疏松、動脈硬化、引起腎臟損傷等。

治理重金屬污染耕地，目前主要采用向土壤中添加能使作物降低吸收土壤重金屬的鈍化修復材料，使土壤中重金屬形態向低溶解、被固定、低毒態轉化，達到降低污染土壤重金屬生物有效性和環境風險，該技術因修復速率快、費用低、操作簡單等特點，可以邊修復邊生產，是當前實際開展大面積中輕度耕地重金屬污染修復較好的方法之一。

我國不同區域土壤性質存在較大差異，目前，對于酸性土壤的鈍化修復技術較為成熟，用于修復酸性土壤重金屬鎘的鈍化材料主要以提升土壤pH值為主，通過升高土壤pH值降低重金屬鎘的活度進而降低重金屬鎘的生物有效性，例如添加磷灰石或石灰等堿性材料，施用后使土壤pH值顯著提高，由此促進土壤中重金屬離子形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀。而對于弱堿性土壤(pH值為7.1～7.5)，土壤本底pH值相對較高，若添加磷石灰或石灰這些堿性材料，由于這類材料對于土壤pH值的提升幅度非常大，會使得土壤pH值增加至7.5以上，由此導致土壤堿性過強，而土壤堿性過強會使土壤養分的有效性降低，不利于土壤肥力發揮，破壞土壤結構；同時，不利于植物的生長發育，可能會造成植物不能正常吸收營養、氣孔關閉、植物組織損傷等，并且，土壤過堿也不利于土壤微生物的活動。目前國內外幾乎沒有針對鎘污染的弱堿性土壤長期有效的鈍化修復方法。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種降低土壤鎘生物有效性的修復材料及其在弱堿性土壤鈍化修復中的應用，本發明提供的修復材料能夠有效降低弱堿性土壤中重金屬鎘生物有效性，且能夠保證對土壤重金屬鎘有效態具有長期有效的固定性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種降低土壤鎘生物有效性的修復材料，所述修復材料包括選鐵尾礦和堿木質素；所述選鐵尾礦的質量為選鐵尾礦和堿木質素質量之和的80～90％；

所述選鐵尾礦是由鐵尾礦、云母和白云石按照質量比1:1.5:2.5混合，在1100℃下煅燒1h得到的。

優選地，所述堿木質素中C元素的質量含量為42～46％，所述堿木質素中灰分質量含量為18～21％；所述灰分中Si的質量含量為27～33％、K的質量含量為14～18％。

優選地，所述堿木質素的重均分子量為20000～25000、數均分子量為150～180。

優選地，所述鐵尾礦中SiO₂質量含量為65～75％；所述云母中K₂O質量含量為7～11％；所述白云石中CaO質量含量為27～32％、MgO質量含量為15～25％。

本發明提供了以上方案所述修復材料在弱堿性土壤鈍化修復中的應用；所述弱堿性土壤的pH值為7.1～7.5。