一种土壤用重金属钝化剂的制作方法

1.本发明属于土壤改良剂技术领域，尤其涉及一种土壤用重金属钝化剂。


背景技术：

2.工业的迅速发展对环境造成了不同程度的污染，其中，农田土壤和主要农产品也受到了不同程度的影响，由于常年的污水灌溉、农药化肥施用、采矿、冶炼及化工企业三废的排放，使得城市及工业区周边农田重金属积累，从而直接影响农产品的质量安全。重金属进入人体会与蛋白质、核酸及微量的活性物质如维生素、激素等发生反应，导致机体生理化学功能产生病变，影响人类的身体健康。
3.针对土壤重金属污染的修复方法主要有以下几种，一是改变重金属的存在形态，降低其迁移性及生物有效性；二是利用技术手段去除土壤中的重金属；三是改变植物的种植制度，使土壤中重金属难以通过食物链进入人体。其中，对重金属的钝化处置技术是一种较好的能降低土壤重金属活性的方法，主要是通过向土壤中添加钝化材料来改变重金属在土壤中的形态，进而降低重金属的生物有效性。钝化处置技术具有原位、廉价、易控制、有效期长等优点。
4.例如，中国发明专利申请公开了一种农田土壤重金属钝化剂及其应用[申请号：201610406724.5]，该发明专利按重量份，所述钝化剂各组份的组成为：铁粉1～4份、壳聚糖4～6份、鸡粪4 份、海泡石4～6份、石灰2～5份，每千克风干土壤施用钝化剂15～25 克。
[0005]
该发明专利申请采用钝化剂钝化的方式防止土壤重金属在植物中富集，但该钝化剂采用了壳聚糖、鸡粪等大量的生物材料组成部分，高用量下的生物材料腐解过程中的有机小分子对重金属会起到活化效果，这样就导致此类钝化剂对不同的重金属有一个最适施用量，普适性差。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是针对上述问题，提供一种钝化效果好，适用范围广的土壤用重金属钝化剂。
[0007]
一种土壤用重金属钝化剂，包括酸改性蛭石、酸碱缓冲剂、巯基纤维素、磷酸钙和氯化镁。
[0008]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述酸改性蛭石为黄腐酸改性蛭石。
[0009]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述黄腐酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0010]
步骤一：取蛭石粉末和黄腐酸，将黄腐酸加入至ph值为5-6 的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌12-24h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0011]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，加热至50-60℃活化60-120min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0012]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述蛭石粉末与黄腐酸的质量比为1:0.1-0.5。
[0013]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述活化助剂的质量为预处理蛭石粉末质量的
10％-30％。
[0014]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述活化助剂包括草酸二水合物和丙三醇。
[0015]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0016]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，所述酸碱缓冲剂由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠组成。
[0017]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，包括质量份数分别为 60-100份的黄腐酸改性蛭石、20-30份的磷酸二氢钠、6-12份的磷酸氢二钠、10-20份的磷酸钙、15-25份的巯基纤维素和5-10 份的氯化镁。
[0018]
在上述的土壤用重金属钝化剂中，包括质量份数分别为80 份的黄腐酸改性蛭石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、 15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0019]
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
[0020]
1、本发明提供的重金属钝化剂由酸改性蛭石、酸碱缓冲剂、巯基纤维素、磷酸钙和氯化镁等非生物材料组成，不存在高用量下的生物材料腐解过程中的有机小分子对重金属会起到活化效果的问题，钝化效果好，且对不同的重金属都可有效进行钝化，普适性好。
[0021]
2、本发明提供的重金属钝化剂适用于酸性环境，更能适宜使用在我国南方的酸性土壤中。
[0022]
3、本发明操作步骤简单，生产成本较低，适宜大规模推广使用。
具体实施方式
[0023]
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0024]
实施例1
[0025]
本实施例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为60份的黄腐酸改性蛭石、30份的磷酸二氢钠、12份的磷酸氢二钠、20份的磷酸钙、25份的巯基纤维素和10份的氯化镁。
[0026]
其中，所述黄腐酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0027]
步骤一：取蛭石粉末和黄腐酸，且蛭石粉末与黄腐酸的质量比为1:0.1，将黄腐酸加入至ph值为5的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌12h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0028]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，所述活化助剂的质量为预处理蛭石粉末质量的10％，加热至50℃活化60min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0029]
活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0030]
实施例2
[0031]
本实施例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为100份的黄腐酸改性蛭石、20份的磷酸二氢钠、6份的磷酸氢二钠、10份的磷酸钙、15份的巯基纤维素和5份的氯化镁。
[0032]
其中，所述黄腐酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0033]
步骤一：取蛭石粉末和黄腐酸，且蛭石粉末与黄腐酸的质量比为1:0.5，将黄腐酸
加入至ph值为6的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌24h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0034]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，所述活化助剂的质量为预处理蛭石粉末质量的30％，加热至60℃活化120min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0035]
活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0036]
实施例3
[0037]
本实施例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的黄腐酸改性蛭石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0038]
其中，所述黄腐酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0039]
步骤一：取蛭石粉末和黄腐酸，且蛭石粉末与黄腐酸的质量比为1:0.3，将黄腐酸加入至ph值为5的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌18h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0040]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，所述活化助剂的质量为预处理蛭石粉末质量的20％，加热至55℃活化90min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0041]
活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0042]
对比例1
[0043]
本对比例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的蛭石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0044]
对比例2
[0045]
本对比例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的蛭石、24份的黄腐酸、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0046]
对比例3
[0047]
本对比例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的黄腐酸改性蛭石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0048]
其中，所述黄腐酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0049]
步骤一：取蛭石粉末和黄腐酸，且蛭石粉末与黄腐酸的质量比为1:0.3，将黄腐酸加入至ph值为5的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌18h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0050]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至水溶液中，加热至55℃活化90min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0051]
对比例4
[0052]
本对比例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的盐酸改性蛭石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、 15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0053]
其中，所述盐酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0054]
步骤一：取蛭石粉末和盐酸，且蛭石粉末与盐酸的质量比为 1:0.3，将盐酸加入至ph值为5的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌18h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0055]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，所述活化助剂的质量为预处理蛭石粉末质量的20％，加热至55℃活化90min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0056]
活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0057]
对比例5
[0058]
本对比例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的醋酸改性蛭石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、 15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0059]
其中，所述醋酸改性蛭石通过以下步骤制得：
[0060]
步骤一：取蛭石粉末和醋酸，且蛭石粉末与醋酸的质量比为 1:0.3，将醋酸加入至ph值为5的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蛭石粉末，常温搅拌18h，抽滤，烘干，得到预处理蛭石粉末；
[0061]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蛭石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，所述活化助剂的质量为预处理蛭石粉末质量的20％，加热至55℃活化90min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蛭石。
[0062]
活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0063]
对比例6
[0064]
本对比例提供一种土壤用重金属钝化剂，包括质量份数分别为80份的黄腐酸改性蒙脱石、25份的磷酸二氢钠、9份的磷酸氢二钠、15份的磷酸钙、20份的巯基纤维素和8份的氯化镁。
[0065]
其中，所述黄腐酸改性蒙脱石通过以下步骤制得：
[0066]
步骤一：取蒙脱石粉末和黄腐酸，且蒙脱石粉末与黄腐酸的质量比为1:0.3，将黄腐酸加入至ph值为5的盐酸水溶液中，完全溶解后再加入蒙脱石粉末，常温搅拌18h，抽滤，烘干，得到预处理蒙脱石粉末；
[0067]
步骤二：将步骤一中制得的预处理蒙脱石粉末加入至溶解有活化助剂的水溶液中，所述活化助剂的质量为预处理蒙脱石粉末质量的20％，加热至55℃活化90min，抽滤，蒸馏水洗涤，烘干，得到黄腐酸改性蒙脱石。
[0068]
活化助剂为质量比为1:1的草酸二水合物和丙三醇的混合物。
[0069]
应用例1
[0070]
以实施例3中记载的组分配比制得钝化剂1；
[0071]
以对比例1中记载的组分配比制得钝化剂2；
[0072]
以对比例2中记载的组分配比制得钝化剂3；
[0073]
以对比例3中记载的组分配比制得钝化剂4；
[0074]
以对比例4中记载的组分配比制得钝化剂5；
[0075]
以对比例5中记载的组分配比制得钝化剂6；
[0076]
以对比例6中记载的组分配比制得钝化剂7；
[0077]
将一块重金属污染土地平均分为7份面积相同的试验田1-7，分别将钝化剂1-7对应加入至试验田1-7内，加入量均为320吨/ 亩。再在试验田1-7内种植等量的油菜。5月份收获试验田1-7 内的油菜植株，分别测定试验田1-7收获的油菜茎秆及籽粒中重金属含量，油菜籽粒内的重金属含量如下表所示：
[0078][0079][0080]
油菜茎秆内的重金属含量如下表所示：
[0081][0082]
结果分析：对比试验田1和试验田2-7中油菜茎秆及籽粒中重金属含量的检测结果可以看出，使用钝化剂1的试验田1中油菜茎秆及籽粒中重金属含量明显低于其他试验田，故达到了本发明的预期目的。
[0083]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。