本发明涉及土壤重金属污染治理,尤其涉及一种农田土壤的固镉方法及应用。
背景技术:
1、农田土壤,主要为稻田,是耕地的主要利用方式之一,然而由于工矿业活动的进行,导致土壤镉(cd)污染状况日益严重,cd作为第一类人类致癌物,易于被水稻等作物从受污染土壤中吸收,进而危害人体健康。
2、目前,常用的农田土壤中镉污染的修复技术为向农田土壤中添加钝化剂,通过离子交换、吸附、共沉淀等作用降低cd在农田土-水介质中的生物有效性,但加入的钝化剂属于外源物质,这些外源物质的输入可能引发二次污染,增加粮食安全风险。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种农田土壤的固镉方法,旨在解决现有技术采用添加钝化剂的方式固镉存在易引发二次污染等问题。
2、为实现上述目的,本发明提供一种农田土壤的固镉方法,所述农田土壤中含有镉,所述固镉方法包括:控制所述农田土壤中含有亚铁离子和亚硝酸根离子;所述亚铁离子和所述镉的摩尔比为500~1000:1,所述亚硝酸根离子和所述亚铁离子的摩尔比为1:1~10。
3、进一步地,控制所述农田土壤中含有所述亚铁离子的方式包括:初始的所述农田土壤中含有所述亚铁离子,和/或,向所述农田土壤中加入亚铁盐。
4、进一步地,所述亚铁盐包括feso4或fecl2。
5、进一步地,控制所述农田土壤中含有所述亚硝酸根离子的方式包括:初始的所述农田土壤中含有所述亚硝酸根离子,和/或,向所述农田土壤中加入亚硝酸盐。
6、进一步地,所述亚硝酸盐包括nano2或kno2。
7、进一步地,所述农田土壤的含水率为40~50%。
8、进一步地,所述农田土壤中的镉含量为0.5~3.0mg/kg。
9、进一步地,初始所述农田土壤的总碳为10.0~30.0g/kg;no3-n为50.0~100.0mg/kg,no2-n为0~0.5mg/kg,nh4-n为0~50.0mg/kg;总铁为30.0~80.0g/kg。
10、本发明还提供了一种如上任意一项所述的固镉方法在土壤固镉中的应用。
11、本发明达到的有益效果:
12、本发明提供的农田土壤固镉的方法,通过控制农田土壤中含有亚铁离子(fe2+)和亚硝酸根离子(no2-n),使农田土壤中亚铁离子和镉的摩尔比为500~1000:1,亚硝酸根离子和亚铁离子的摩尔比为1:1~10,以使农田组分亚硝酸根离子氧化亚铁离子原位成矿(反应方程式:3fe2++no–2+h2o→3feooh+1/2n2+5h+),在成矿过程中镉会通过吸附或共沉淀等形式固定在铁矿物中,从而实现固镉需求,固镉率可以稳定在88%,且被铁矿物固定的镉中66.67%以结合态的形式存在,具有较高的稳定程度。在实际镉污染土壤的应用中,no2-n积累使土壤中有效态cd浓度降低50%,土壤中残渣态cd的占比由7%提高至48%,降低了cd在土壤中的迁移性能,实现农田土壤中cd的固化稳定化。此外,该方法中所涉亚铁离子(fe2+)和亚硝酸根离子(no2-n)均为农田土壤已含有组分,未新增外源物质,不会引发二次污染;同时提高氮肥利用率,减少氮素流失,具有较强的实际应用能力。
1.一种农田土壤的固镉方法,所述农田土壤中含有镉,其特征在于,所述固镉方法包括:控制所述农田土壤中含有亚铁离子和亚硝酸根离子;所述亚铁离子和所述镉的摩尔比为500~1000:1,所述亚硝酸根离子和所述亚铁离子的摩尔比为1:1~10。
2.根据权利要求1所述的固镉方法,其特征在于,控制所述农田土壤中含有所述亚铁离子的方式包括:
3.根据权利要求2所述的固镉方法,其特征在于,所述亚铁盐包括feso4或fecl2。
4.根据权利要求1所述的固镉方法,其特征在于,控制所述农田土壤中含有所述亚硝酸根离子的方式包括:
5.根据权利要求4所述的固镉方法,其特征在于,所述亚硝酸盐包括nano2或kno2。
6.根据权利要求1所述的固镉方法,其特征在于,所述农田土壤的含水率为40~50%。
7.根据权利要求1所述的固镉方法,其特征在于,所述农田土壤中的镉含量为0.5~3.0mg/kg。
8.根据权利要求1所述的固镉方法,其特征在于,初始所述农田土壤的总碳为10.0~30.0g/kg;no3-n为50.0~100.0mg/kg,no2-n为0~0.5mg/kg,nh4-n为0~50.0mg/kg;总铁为30.0~80.0g/kg。
9.一种如权利要求1~8任意一项所述的固镉方法在土壤固镉中的应用。
