[發明專利]一種針對土壤鎘污染修復的復合調理劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110645031.2
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113372920B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 晏波;陳濤;段連鑫;蔣少軍;涂姝臣;黃祖率;陳長二
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C05G3/00;C05G3/80;C05G5/12
• 代理公司: 北京百歐知識產權代理事務所(普通合伙) 11930
• 代理人: 吳泳歷;鄒曉艷

本發明屬于土壤復合調理劑的技術領域，具體涉及一種針對石煤礦區土壤鎘污染修復的復合調理劑的制備方法和應用。所述復合土壤調理劑的制備原料包括，花崗巖拋光石粉、城市污泥、電石渣、鎂渣和蒙脫石；按照質量比配料后進行粉碎，熱活化，修飾，造粒烘干，即得所述土壤復合調理劑。本發明以固體廢物為原料，利用熱活化工藝生成含有缺陷的晶體及表面多孔的結構，同時原料中的硅、鈣、鉀、鎂部分轉變為枸溶性或水溶性狀態，經修飾造粒后，所得復合調理劑能夠顯著降低土壤中有效態鎘，減少重金屬在植物中的蓄積，并促進植物生長。

技術領域

本發明涉及土壤修復技術領域，具體涉及一種針對土壤鎘污染修復的復合調理劑及其制備方法和應用。

背景技術

作為世界上石煤資源較為豐富的國家之一，石煤在我國開發利用已有數百年歷史。石煤作為一種低品位金屬礦資源，在我國南方一些缺煤地區也被作為燃料和建材使用，使用量每年可達百萬噸。同時石煤也是一種多金屬共生礦，其含有釩等貴重元素，石煤提釩在湖南等地得到了大力推廣。

石煤通常賦存有機質和低品位的硫化物礦點，提供許多潛在有毒元素V，Cd，Zn，As，Mo和U等的來源。大規模開采使礦物暴露在空氣和水中，硫化物氧化形成的酸性礦山廢水(AMD)提高了許多金屬的溶解度和流動性，造成礦區土壤、地下水和地表水污染。石煤中的硫化礦物是Cd的主要儲存庫，它們的風化產物硫酸鹽極易溶解，向地表環境釋放Cd。石煤的開采、利用以及廢礦渣的堆放導致了周邊土壤Cd污染，并超量富集對人類及動植物構成潛在的健康風險。開發利用石煤資源對當地環境的承載能力帶來極大挑戰，有毒重金屬在土壤中通過食物鏈中的富集，最終危害人體健康，可能誘發多種疾病。重金屬污染的土壤由于其特殊性，使其修復工作及其困難，常面臨著成本高昂的問題。

常見的土壤重金屬修復有物理方法，化學方法及生物方法。物理方法如客土、電動修復等技術常因工程量大、成本高等原因無法大規模施用；化學方法如淋洗等極易改變土壤性質；而生物法則存在見效慢、修復周期長、植物體后續處理困難等問題，無法大規模使用。而土壤重金屬鈍化技術通過添加調理劑，可以直接或者間接改變土壤中重金屬的形態和生物有效性，從而降低其危害性，適合重金屬污染土壤的大規模應用。因此，開發經濟、易于制備、切實可行的土壤修復劑，對于大面積的土壤重金屬修復及改良具有重要的現實意義。

花崗巖拋光石粉、城市污泥、電石渣作為世界上廣泛生產的固體廢棄物，其處理處置和資源化利用都比較困難。

城市污泥是營養物質的載體，但經常受到激素、抗生素、內分泌干擾物和持久性有機污染物(POP)等有機物和重金屬化合物等無機物的污染。因此，污泥的農業利用是一個有爭議的問題。近幾年來，污泥在農業上的應用有所減少，而研究人員對替代污泥處理路線的興趣也有所增加。為了保護農田和人體健康，農業應用前應清除污染物。污泥的處置或固定會導致磷、鈣、鎂、鉀等營養物質的不可逆損失。磷是一種稀缺的不可再生資源，是污泥中最重要的可回收養分。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種針對土壤鎘污染修復的復合調理劑，在鈍化重金屬的同時，還能調節土壤肥力，使得植物抗逆性顯著增強，具體方案如下：

一種針對土壤鎘污染修復的復合調理劑，是將固體廢料粉碎后進行高溫熱活化，然后用腐殖酸或腐殖酸鹽溶液進行修飾，最后造粒、干燥得到；

所述固體廢料包括花崗巖廢料石粉、城市污泥、電石渣、鎂渣和蒙脫石；

優選所述城市污泥為污水處理廠水處理過程產生的污泥。

所述花崗巖廢料石粉、城市污泥、電石渣、鎂渣和蒙脫石，

質量配比依次為0.5～1﹕1～1.5﹕0.5～1.5﹕0.05～0.2﹕0.1～0.5，

優選0.5～1﹕1～1.5﹕1～1.5﹕0.1～0.2﹕0.2～0.5,或

0.5﹕1﹕1﹕0.1﹕0.2,或