治理重金属污染土壤的腐植酸修复剂

  　　上一篇我们讲到腐殖酸治理重金属土壤修复的现状，今天，郑州德森环境再给大家提供一种用于治理重金属污染土壤的腐植酸修复剂。

  　　1、技术方案为：

  　　一种重金属污染土壤修复剂，所述修复剂为提取腐植酸，所述提取腐植酸为酸性条件下不溶的腐植酸。具体的，所述提取腐植酸是以低阶煤为原料，采用氢氧化钾以碱法提取制备得到的混合物，要求腐植酸钾含量不低于50wt%，pH为8-9。优选腐植酸钾含量高于60wt%。

  　　所述修复剂通过浇施的方式施加到受污染的土壤中，大部分腐植酸钾受到土壤酸性的中和作用，以絮凝的形式在土壤中沉淀形成腐植酸团粒。所述腐植酸团粒具有更加丰富的网状结构，比表面积比同样提取方法直接制备的酸性不溶腐植酸施加在土壤中后表现出的比表面积高出约10-15%。

  　　同时，与采用高温相变法制备的不溶性腐植酸相比，本发明所述得到的提取腐植酸活性基团没有任何破坏，腐植酸的活性保持完整。同时，更大的比表面积也使得更多的活性中心暴露在团粒表面和网孔中。这些活性中心的存在，使得对重金属离子络合作用以强度更高的螯合形式为主。

  　　并且，由于土壤本身对金属离子就有一定的吸附作用，且土壤中分子运动相对困难，单纯的物理吸附很难达到如水体中一样的吸附效果。同时，土壤中添加的吸附剂难以回收，物理吸附的可逆性较大，被吸附的重金属容易解脱出来而不发生质的变化。化学吸附对重金属离子的吸附则具有不可逆性，将重金属离子钝化在土壤中，避免了重金属离子的“二次解脱污染”。

  　　重金属物质在土壤中以多种形态存在。例如镉，有可溶性镉离子形态，不溶性的硫化镉和镉盐。在酸性土壤中，可溶性镉离子以游离态存在，但是遇碱，形成不溶性的氢氧化镉。遇碱性腐植酸钾，易形成不溶性的氢氧化镉和腐植酸镉，同时发生取代反应，释放出钾肥。游离态的镉离子被钝化在土壤中。随着周围酸性土壤环境的影响，修复剂的碱性降低，腐植酸的沉淀增加，腐植酸的双电层的主要功能用于吸附水不溶的硫化镉和镉盐，属分子间作用。是不可逆反应。而海泡石在酸性条件下吸附镉，释放出钙镁离子，用作肥料。因此腐植酸和海泡石交互作用，使重金属离子无论是酸性环境还是碱性环境，均可形成价键牢固的水不溶性状态，而固化在土壤中。腐植酸本身属于有机营养物质，有植物生长刺激素作用。其最显著功能是提高作物的抗逆性，在对金属离子的竞争吸收过程中，首先是钾离子，然后是钙镁离子。试验证明，有腐植酸肥料存在条件下，作物对重金属的累积作用非常小，保证了重金属离子不进人作物果实及秸秆，阻断其进入生物体食物链。

  　　优选的，可以将所述提取腐植酸与海泡石配合使用，海泡石在酸性土壤中部分镁会解离出来，有益于增加土壤中镁元素的含量，对于镁需求量较大的作物，如稻谷、玉米、大豆等粮食作物和芒果、龙眼、荔枝等水果的产量和品质都有很好的提升作用。另外，海泡石具有很强的吸附性，且在酸性土壤中，随着酸活化改性脱镁的增加，孔结构改善，比表面积进一步增加，吸附作用增强。海泡石的吸附主要是物理吸附，在土壤“湿润-干燥”的变化过程中，还能够产生“聚集”重金属的作用，使得腐植酸钝化重金属有协助作用。提取腐植酸（以所含的腐植酸钾的质量计）和海泡石的质量比为1-4：1。

  　　发明的修复剂可以单独使用。最好的做法是结合施肥，每次施肥时与肥料混合后一起施加。用量以修复剂与肥料的混合物中提取腐植酸的含量为30-45wt%为佳。

  　　除了上述方案之外，也可以将制备得到的提取腐植酸经过溶解酸沉后，得到不溶腐植酸产品。所述不溶腐植酸的使用方法与上述提取腐植酸相同。其差别仅在于，不溶腐植酸施加到土壤中，直接起作用，而不必经过反应絮沉的过程。相应的，由腐植酸钾酸沉形成的腐植酸团粒施加到土壤中，团粒的空间会受到一些影响。但是二者的吸附机理不存在差异。

  　　2、适用范围：

  　　本发明采用的修复剂，适宜于修复土壤偏酸性的重金属污染土壤。以所述提取腐植酸为例，其中的腐植酸钾大部分在土壤的酸性环境作用下絮沉，形成不溶的腐植酸团粒，所述腐植酸团粒起主要的吸附钝化重金属的作用。腐植酸团粒另外腐植酸团粒的存在还具有改善土壤结构、提高土壤疏松度和氧含量等作用。提取腐植酸中还含有部分易水解的黄腐酸、不溶解的有机质、少量无机盐等，具有提高土壤中的有机质含量，促使根系发达，提高肥料利用率，改善土壤板结等作用。