[發明專利]一種蔬菜地重金屬污染土壤復合鈍化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111104726.6
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113789177A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 程維舜;洪娟;羅茜;王素萍;姜利;郭杰;林先明;李寶喜
• 申請（專利權）人: 武漢市農業科學院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/00;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 武漢明正專利代理事務所(普通合伙) 42241
• 代理人: 江灃

本發明公開了一種蔬菜地重金屬污染土壤復合鈍化劑及其制備方法和應用，其制備方法包括：(1)將含鐵污泥與納米羥基磷灰石、改性木質素、木質素磺酸鹽、粉煤灰進行濕法造粒；(2)將預制顆粒放入高溫燒結爐中，通入高純氮氣，并維持氮氣壓力20?50Pa，以3?5℃/min升溫至980?1050℃，保溫0.5?1h；(3)然后將燒結后的顆粒物以5?10℃/min快速升溫至1200?1400℃恒溫燒結1?2h，然后冷卻至200℃以下出爐，制得多孔化的土壤復合鈍化劑。本發明先采用濕法進行制粒，然后采用二次高溫燒結的方式制備的土壤復合鈍化劑，可有效提高了對土壤中重金屬的固定效果，且降低了作物對重金屬的吸收，增強農產品的安全；且其操作工藝更簡單，制備成本低廉。

技術領域

本發明涉及土壤重金屬治理技術領域，尤其涉及一種蔬菜地重金屬污染土壤復合鈍化劑及 其制備方法和應用。

背景技術

土壤是人類賴以生存和發展的基礎，是全球生態系統中不可或缺的自然資源之一，與農業 生產、生態環境健康及人類可持續發展息息相關。隨著工業、城市污染的加劇和農用化學物質 種類、數量的增加，從工、農、生活中排放出來的重金屬不斷加多，土壤重金屬污染日益嚴重。 土壤中重金屬通過遷移和轉化，不僅危害農作物生長，同時危害動物以及人類的健康。據我國 農業部進行的全國污灌區調查，在約140萬hm2的污水灌區中，遭受重金屬污染的土地面積 占污水灌區面積的64.8％，其中輕度污染的占46.7％，中度污染的占9.7％，嚴重污染的占8.4％。 因此，目前我國土壤重金屬污染比較嚴重，需要對污染土壤進行修復。

目前，針對固體廢棄物中重金屬的固化處置技術已經較為成熟，對固化劑的研究除了常規 的固化劑如水泥、瀝青、玻璃、塑料等。這類固化劑對重金屬的固化效果較好，然而對于普通 蔬菜地里日益增加的重金屬略顯鞭長莫及。而化學修復方式因其簡單易行、反應速度快，逐漸 得到學者的青睞。因此，通過向蔬菜地土壤中投放相應鈍化劑以達到固化重金屬目的是一種可 行的土壤修復技術。

目前，針對固體廢棄物中重金屬的固化處置技術已經較為成熟，對固化劑的研究除了常規 的固化劑如水泥、瀝青、玻璃、塑料等。這類固化劑對重金屬的固化效果較好，然而對于普通 蔬菜地里日益增加的重金屬略顯鞭長莫及。而化學修復方式因其簡單易行、反應速度快，逐漸 得到學者的青睞。因此，通過向蔬菜地土壤中投放相應鈍化劑以達到固化重金屬目的是一種可 行的土壤修復技術。

發明內容

本發明為解決現有蔬菜地土壤存在重金屬污染的問題，提出一種蔬菜地重金屬污染土壤復 合鈍化劑及其制備方法和應用，能夠有效提高對土壤中重金屬的固定效果，降低作物對重金屬 的吸收，增強農產品的安全。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的第一個方面是提供一種蔬菜地重金屬污染土壤復合鈍化劑的制備方法，包括步 驟：

(1)將含鐵量大于25％的含鐵污泥與納米羥基磷灰石、改性木質素、木質素磺酸鹽、粉煤灰 進行濕法造粒，得直徑范圍為5-10mm的預制顆粒；

(2)將預制顆粒放入高溫燒結爐中，通入高純氮氣，并維持爐膛內氮氣壓力20-50Pa，先以 3-5℃/min升溫至980-1050℃，保溫0.5-1h，進行一次燒結；

(3)然后將經一次燒結后的顆粒物以5-10℃/min快速升溫至1200-1400℃恒溫燒結1-2h，， 進行二次燒結，然后冷卻至200℃以下出爐，制得多孔化的土壤復合鈍化劑。

進一步地，步驟(1)中所述含鐵污泥為有機物廢水經芬頓工藝處理后的沉淀污泥，所述 沉淀污泥的固含量為50-60％，固相物中鐵含量為32-58％，碳粉含量為10-15％。

進一步優選地，所述含鐵污泥固相物中的主要成份為Fe(OH)2、Fe(OH)3和Fe2O3，同時 包含一定量的有機物、碳粉和少量雜質。