培養(yǎng)試驗過程中，各種處理下的籽粒莧均生長正常，重金屬污染沒有 對籽粒莧的生長產生毒害作用（如植株枯萎、葉色不一致變化等）。添加0.5%和2.0%羥 基礬泥處理的籽粒莧地上部分生物量，與對照相比略有降低，而添加1. 0%的羥基礬泥處理 中，籽粒莧的地上部分生物量為24.lg株\略高于對照（23. 7g株3。說明羥基礬泥對 籽粒莧的生長影響不大。
[0032] 添加羥基礬泥后，籽粒莧葉、莖和根中的Cd含量有所下降，且隨著添加劑濃度 的增加下降幅度增加。在對照處理中，籽粒莧的葉和莖中的Cd含量分別為2. 04和1. 61 mgkg\施加羥基礬泥后，籽粒莧葉Cd含量與對照相比下降15. 9%~42. 6%，莖的降幅為 42. 5%~59. 7%，鈍化效果顯著。籽粒莧各器官吸收積累Pb的影響與對Cd的影響相似，添加 羥基礬泥后，籽粒莧葉和莖中的Pb含量均大幅下降，羥基礬泥添加量為0. 5%、1. 0%和2. 0% 的情況下葉中Pd含量與對照相比降幅分別達42. 0%、46. 7%和49. 1% ;莖中Pb含量與對照 相比降幅分別達25. 6%、41. 6%和45. 6%，均達到顯著水平（p〈0. 05)，且種植的籽粒莧第上部 分重金屬Cd和Pb含量分別低于1和8mgkg\達到飼料衛(wèi)生標準（GB13078-2001)。
[0033] 收獲植物后，對土壤進行Tessier形態(tài)分類提取，重金屬Cd和Pb的各形態(tài)含量見 表2和表1。由表1和表2可知，重金屬Cd在土壤中各個形態(tài)含量差異比較大，沒有加入輕 基鞏泥的處理，有效態(tài)Cd含量高達1.59mgkg\殘渣態(tài)僅為0.66mgkg1。加入羥基研^泥 后，土壤中有效態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)Cd含量均有所降低，殘渣態(tài)則大幅增 加。對于Pb元素來說，添加羥基礬泥后土壤中有效態(tài)Pb含量大幅降低，而殘渣態(tài)Pb含量 也有所下降，這部分的Pb被固定在鐵錳氧化物結合態(tài)和有機質結合態(tài)，從而降低了土壤中 Pb的生物可利用性。
[0034] 由此可見，羥基礬泥通過吸附作用，降低土壤中有效態(tài)Cd和Pb的含量，將可交換 態(tài)Cd和Pb轉化為難以被植物吸收利用的殘渣態(tài)或鐵錳氧化物結合態(tài)，從而降低了籽粒莧 對Cd和Pb的吸收，達到快速修復重金屬污染土壤的目的。
[0035] 表1添加羥基礬泥修復后土壤中各種形態(tài)Cd含量（mgkg3
實驗例3 : 鈍化效果的穩(wěn)定性試驗。
[0036] (1)材料與方法 材料：實施例二中施入羥基礬泥6個月并種植1茬籽粒莧后的各個處理土壤。
[0037]方法： 毒性特性浸出實驗TCLP(ToxicityCharacteristicsleachingprocedure)用于判 定重金屬在環(huán)境中的迀移和擴散能力。體外消化模型SBET(SimpleBioaccessibility ExtractionTest)用于評估土壤中Cd和Pb對人體的生物可給度。
[0038] (2)結果： 當污染土壤與液體(包括降雨、地表/下水及土壤自身所含水分)接觸時，土壤中的污染 組分就會以溶解或擴散方式進入液相，浸出液中污染物的組分及濃度是評價治理/修復效 果的依據。供試土壤中Cd和Pb的全量分別為4. 5和721. 3mgkg\分別超過我國《土壤 環(huán)境質量標準》中三級土壤質量標準最高含量限制值的4. 5和1. 44倍。
[0039] 加入0. 5%、1. 0%和2. 0%質量分數的羥基礬泥后，土壤TCLP浸出液中Cd和Pb離 子的濃度大幅減少，其中Cd含量從對照處理中的0. 203mgL1分別降至0. 105、0. 093和 0. 0574mgL1;Pd分別從對照處理中的2. 31降至1.51、1.07和0? 69mgL\均遠低于U.S.EPA所規(guī)定的最高濃度限制值。顯然，羥基礬泥能夠有效穩(wěn)定土壤中的Cd和Pb，降低 其環(huán)境中的迀移和擴散能力。
[0040] 采用SBET體外消化模型對土壤中Cd和Pb的生物可給度研究表明，加入0. 5%、 1. 0%和2. 0%質量分數的鈍化劑穩(wěn)定處理后，土壤Cd的生物可給度從對照處理中的62. 6% 分別降至54. 3%、46. 2%和39. 8% ;土壤Pb的生物可給度從對照處理中的10. 6%分別降至 8. 96%、4. 51%和2. 96%。結果表明，經羥基礬泥修復的土壤中Cd和Pb的生物可給度明顯降 低，對生活在污染土壤區(qū)的動物和人體的危害大大降低。
[0041] 綜上所述，采用羥基礬泥鈍化修復Cd和Pb污染土壤的技術，是一種具有修復成本 低廉、操作簡單、鈍化效果穩(wěn)定和環(huán)境友好的原位修復方法，并能夠快速、有效的解決我國 大面積的中、低度農田Cd和Pb污染問題。
[0042] 本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技 術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保 護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。
【主權項】
1. 重金屬鈍化劑，其特征在于，所述重金屬鈍化劑為羥基礬泥，用于修復遭受鎘、鉛污 染的土壤。2. 如權利要求1所述重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟如下： 第一步，將礬泥干燥、磨碎后置于馬弗爐以5°C min-1勻速升溫至800°C，焙燒1~2h 后自然冷卻，水洗至中性并烘干； 第二步，將第一步中所得的固體中間產物與〇. 5~5. O mol L-I的NaOH溶液混合，按 固液比為0. 5~Ig: 5~IOmL比例配制成溶液，并加入0. 5%吐溫-80,水浴加熱，控制反應 溫度和攪拌速度分別為l〇〇°C和600 r min-1反應時間為2~5小時； 第三步，第二步反應結束后冷卻、沉淀、洗滌至中性，將固體部分烘干、研磨細度至100 微米以下，得到羥基礬泥。3. 使用如權利要求1所述重金屬鈍化劑修復鎘、鉛污染土壤的方法，其特征在于，在待 修復土壤種植作物前，將重金屬鈍化劑按50~200公斤/每畝用量施于地表，翻耕混勻、 澆水，并保持土壤濕潤4~16周，至該土壤中的有效態(tài)Cd含量5 0. 5 mg kg-1和有效態(tài)Pb 含量蘭300 mg kg-1時，即可按常規(guī)方法種植、管理作物。4. 使用如權利要求1所述重金屬鈍化劑修復鎘、鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述 污染土壤中全Cd含量3 5. 0 mg kg \全Pb含量3 800 mg kg 1O
【專利摘要】本發(fā)明提供了<b>重金屬鈍化劑及其</b>制備方法，該金屬鈍化劑為<b>羥基礬泥</b>，可用于對全Cd含量≤5.0mgkg-1和全Pb含量≤800mgkg-1的污染土壤實施原位修復，在待修復土壤種植作物前，將<b>重金屬鈍化劑</b>按50～200公斤/每畝用量施于地表，翻耕混勻、澆水，并保持土壤濕潤4～16周，至該土壤中的有效態(tài)Cd含量≤0.5mgkg-1和有效態(tài)Pb含量≤300mgkg-1時，即可按常規(guī)方法種植、管理作物。本發(fā)明提供的重金屬鈍化劑，原料成本低、生產工藝簡單，鈍化效率高、效果穩(wěn)定，可直接、快速、有效地解決我國農田土壤中Cd和Pb污染面積大，但污染程度不高的土壤其修復困難的問題。
【IPC分類】C09K101/00, B09C1/08, C09K17/02
【公開號】CN105038804
【申請?zhí)枴緾N201510318754
【發(fā)明人】李凝玉, 郭彬, 李華, 傅慶林, 丁能飛, 劉琛, 林義成
【申請人】浙江省農業(yè)科學院
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月11日