[發明專利]一種弱堿性土壤鎘鈍化劑及其應用

在審

• 申請號: 202111283111.4
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114015451A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 吳愛國;張越男;張玉杰
• 申請（專利權）人: 寧波慈溪生物醫學工程研究所;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C09K101/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

本發明公開了一種弱堿性土壤鎘鈍化劑，由硅酸鹽礦物與黃腐酸組成，所述的硅酸鹽礦物為凹凸棒土、鈉基膨潤土、沸石、硅藻土、海泡石或蒙脫石中的至少一種。該弱堿性土壤鎘鈍化劑處理時間短、成分簡單、不占用耕地、不影響農田土壤正常生產功能、成本低、對環境影響小，可以有效地降低土壤中的重金屬鎘含量，降低率可達54.55％，并且可以從根本上降低重金屬鎘對小麥的毒害作用，降低小麥籽粒鎘，降低率達68.18％，有效地阻斷了重金屬進入食物鏈的通道，適用于大面積鎘污染農田土壤修復。

技術領域

本發明涉及農業環境保育與修復技術領域，尤其涉及一種弱堿性土壤鎘鈍化劑及其應用。

背景技術

土壤的環境功能決定了其成為重金屬污染的最終受體。在一定的污染限度內，土壤本身具有自凈功能，進入土壤的重金屬在土壤微生物、有機質和礦物質的作用下，能夠被化學固定或穩定，或其形態發生改變，進而可利用性被減輕甚至消除。大氣、水體、固廢中的重金屬通過自然遷移和人類活動不斷進入土壤，造成土壤重金屬含量超標。土壤污染尤其是重金屬污染農田土壤與人體健康密切聯系，重金屬會通過食物鏈聚積至人體內，威脅人體健康。

化學鈍化修復是指向土壤中加入鈍化劑，通過調節土壤理化性質，與重金屬發生沉淀、吸附、絡合、氧化還原等一系列反應，改變重金屬在土壤中的化學形態和賦存狀態，降低其在土壤中的遷移性和生物有效性，抑制重金屬轉移至作物的可食用部分。化學鈍化修復技術具有修復速率快、費用低、操作簡單等優點，同時不影響農業生產，可以邊修復邊生產，是當前實際開展大面積中、輕度重金屬污染土壤修復項目中主要的修復技術。

公開號為CN108774531A的中國專利文獻中公開了一種用于治理堿性鎘污染土壤的修復劑及其制備方法，按比例稱量高爐渣、海泡石、膨潤土、脫硫石膏混合均勻后，再加入黃腐酸，混合得到所述的修復劑，該修復劑的制備成本可控制在800元/噸以內，每畝用量100-300kg，畝修復藥劑成本為80-240元。但該修復劑的原料構成復雜，不易推廣使用。

公開號為CN110661032A的中國專利文獻中公開了一種水田土壤鎘污染鈍化劑及其制備方法與應用，按比例稱量作物秸稈2-6份、赤泥1-5 份、沸石4-12份、生物石灰2-7份、二氧化硅1-3份、花生殼3-5份、磷酸二氫鉀1-3份，原料預處理后混合得到所述的鈍化劑。但該鈍化劑的原料構成復雜，制備方法復雜。

我國黏土礦物資源儲量很大，如海泡石、凹凸棒土、鈉基膨潤土、硅藻土、蒙脫石和沸石等，其開發利用存在“多、小、散”的問題，開發利用水平低，造成資源的浪費。將黏土礦物作為鈍化劑對鎘污染農田土壤進行修復治理，是對黏土礦物資源的可持續利用方式；同時黏土礦物是土壤礦物成分的基本組成之一，成本低，避免了產生二次污染的風險。此外，目前針對弱堿性農田土壤中鎘的鈍化劑較少，開發一種簡單、經濟、易于推廣的弱堿性農田土壤鎘鈍化劑具有現實意義。

發明內容

本發明提供了一種弱堿性土壤鎘鈍化劑，成分簡單、成本低、可以有效地固定土壤中的重金屬鎘、降低重金屬進入食物鏈的通道、適合大面積鎘污染農田土壤修復。

具體采用的技術方案如下：

一種弱堿性土壤鎘鈍化劑，由硅酸鹽礦物與黃腐酸組成，所述的硅酸鹽礦物為凹凸棒土、鈉基膨潤土、沸石、硅藻土、海泡石或蒙脫石中的至少一種。

凹凸棒土、鈉基膨潤土、沸石、硅藻土、海泡石和蒙脫石均為天然的微納米材料，黏土礦物具有大量的微孔，表面羧基多，且表面能和吸附勢能大，對鎘的鈍化機制以物理吸附、離子交換和表面絡合為主。黃腐酸對土壤中鎘的固定機理主要是絡合作用，黃腐酸主要包括芳香族羥基羧酸類物質，可以與土壤中鎘形成比較穩定的有機絡合物，對農田土壤鎘起到鈍化作用，達到鎘污染農田土壤安全利用的目的。