钝化修复-农艺调控联用修复农田重金属污染土壤
所属领域: | 土壤污染防治 | |
地 区: | 湖北 | |
成 熟 度: | 推广阶段 | |
关 键 词: | 钝化修复 重金属土壤 | |
合作方式: | 其他合作方式 ,其他合作方式 | |
信息来源: | 2020年绿色“一带一路”技术 | |
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基本信息
技术概述 | 基本原理: 向土壤中施加钝化剂(Eco-MetalPassivator™)后,针对不同种类重金属污染着重采用不同的农艺调控措施以加强钝化效果,例如土壤水分调控,长期淹水可通过降低土壤氧化还原电位来增加土壤Fe2+等还原态阳离子,以此促进土壤Fe2+等还原态阳离子与Cd2+对作物根表离子吸附点位的竞争,实现有效降低作物中镉的浓度。诸如此类,通过类似的作物品种筛选、合理土壤耕作以及施肥技术等农艺调控措施有效加强土壤中As、Cd、Cu等重金属的钝化效果。 |
技术优势 |
以期本项目顺利实施,研究出的农艺调控与钝化修复联用技术优势主要体现在: |
适用范围 |
本技术适用于中低浓度As、Cd、Cu等重金属污染农田的修复与治理,技术应用时除注意钝化剂、农作物品种的选择外还应注意对环境影响因子的控制,包括土壤pH值、有机碳、氧化还原电位以及土壤中共存金属离子之间的相互作用。
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市场前景 | 目前已应用于多个项目小试中试,该公司在湖北省大冶市和阳新县两个农田修复项目中得以工程应用。重金属污染土壤修复治理实践中,钝化修复技术联合合理的田间农艺管理措施,在保证重金属污染农田土壤修复效果的前提条件下,通过污染土壤钝化修复材料的逐步筛选,合理的重金属污染土壤钝化剂的施用时期,以及尽量减少钝化材料的使用剂量等,既增强钝化修复重金属的稳定性,又可减少钝化剂的用量,避免钝化剂施用过多对土壤肥力、生态环境质量造成的不利影响,最终实现经济、生态效益的双赢。 |
应用案例 |
案例名称:大冶市金湖街办还地桥镇耕地土壤污染调查与评价、安全利用与综合治理工程项目 案例概述:本项目总投资约470万元,其中钝化剂投资190万元,农艺调控投资280万元。重金属污染土壤修复治理实践中,钝化修复技术联合合理的田间农艺管理措施,在保证重金属污染农田土壤修复效果的前提条件下,通过污染土壤钝化修复材料的逐步筛选,合理的重金属污染土壤钝化剂的施用时期,以及尽量减少钝化材料的使用剂量等,既增强钝化修复重金属的稳定性,又可减少钝化剂的用量,避免钝化剂施用过多对土壤肥力、生态环境质量造成的不利影响,最终实现经济、生态效益的双赢。 |
技术详情
一、技术指标及使用条件
图1 Eco-MetalPassivator™钝化剂修复土壤作用示意图
(一)技术指标
技术参数:
本技术农田修复钝化剂采用该公司自主研发的Eco-MetalPassivator™系列重金属钝化剂,其主要成分为生物炭类物质,可根据不同重金属离子污染状况进行匹配改性,优化复合配方,实际应用时需注意:
1、重金属钝化药剂投加量依据现场实际情况确定;
2、翻耕土壤:对污染土壤进行翻耕、松土,保证耕深达到16~20cm;
3、除草封闭:利用除草剂或者人工清除田间杂草,选用当地常用除草剂,第一次翻耕除草养护7天。期间保证土壤含水率20%~25%;
4、旋耕土壤:对污染土壤进行旋耕、碎土,保证旋耕耕深达到10~12cm;
5、施撒钝化剂:采用的Eco-MetalPassivator™药剂是针对中国重金属污染场地浓度高,且污染状况复杂而专门研发的重金属钝化剂。其主要成分为生物炭类,安全无毒害。采用土壤旋耕机边旋耕边施撒钝化剂,投加量依据实际污染情况确定;
6、洒水养护:钝化剂投加完成后,对污染土壤进行洒水。保证土壤含水量30%,养护7天;
7、科学管理:根据土壤不同污染情况,科学选用作物品种以及施肥、水分调控等农艺措施;
8、叶面阻隔肥:采用的叶面阻隔肥由硅、硒按比例混合而成,喷洒剂量与喷洒时期根据实际污染情况确定。
修复效果:
本技术修复效果最终可达相应的国家标准,具体参照:
(1)农产品可食部位中镉(Cd)和砷(As)的含量不超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB 2762-2017)和《粮食卫生标准》(GB 2715-2016)中规定的限值0.2mg/kg,铜(Cu)含量不超过0.5mg/kg;
2、修复后污染土壤根据《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)中相应的标准值进行评价,并且根据项目验收标准规定农田土壤中镉(Cd)和铜(Cu)的有效态含量降低30%,土壤中砷(As)的有效态含量降低40%。
Eco-MetalPassivator™药剂修复后土壤中重金属形态变化如图2所示:
图2 Eco-MetalPassivator™药剂修复后重金属形态变化
经济成本:
经济成本主要涉及投资成本和运行成本,具体如下:
1、每亩投资成本:2900~3600元;
2、每亩运行成本:600~1200元;
3、每亩污染物处理成本:200~300元;
4、每亩运行人工成本:100~200元;
5、每亩收益率:35%左右。
环境影响:
1、钝化修复-农艺调控联用修复农田重金属污染土壤对土壤环境无直接迁移性危害;
2、农艺调控过程中既不会造成二次重大环境污染,也不会引入新型污染因子。
(二)条件要求
1、适用于中低浓度As、Cd、Cu等重金属污染农田的修复与治理;
2、农艺调控需人工介入维持土壤理化性质,强化复垦管理。
二、关键设备及运行管理
(一)主要设备
1、钝化剂及叶面阻隔剂配比;
2、土壤理化性质的调控;
3、农艺调控作物精准筛选;
4、精细化管理。
(二)运行管理
技术运行管理过程中需要精准把控钝化剂的用量以及土壤污染特性的匹配关系,人工介入监测土壤的理化性质,及时进行偏差校正,同时做好作物筛选的精确化工作。
三、投资效益分析
(以大冶市金湖街办、还地桥镇耕地土壤污染调查与评价、安全利用与综合治理工程项目为例)
(一)投资情况
本项目总投资约470万元,其中钝化剂投资190万元,农艺调控投资280万元。
(二)运行费用
本项目主要原料为土壤重金属钝化剂,每亩修复农田污染物处理成本为200元,每亩农田运行成本为900元,每亩修复农田费用为3760元。
(三)效益分析
1、经济效益分析
(1)项目实施将推动农产品正常销售,每亩农田收益率约34.6%;
(2)经过联合农艺调控,每亩水稻增产24.61%;
(3)不改变原有地块的利用类型,降低了环境管理成本。
2、环境效益分析
(1)钝化修复-农艺调控联用修复农田重金属污染土壤在对重金属钝化的过程中不会造成其他环境介质的二次污染;
(2)钝化后的重金属污染因子稳定性有所提高,在一定程度上降低或避免了其环境行为造成的区域性扩散;
(3)钝化修复-农艺调控联用修复农田重金属污染土壤技术属于土壤原位修复及利用同步进行的绿色工艺,可确保土壤修复的同时不破坏原有的结构以及生态系统。
四、推广与应用示范情况
(一)推广情况
1、推广应用领域:农田重金属污染土壤修复;
2、累计推广应用投资:2000万元;
3、推广应用:目前已应用于多个项目小试中试,该公司在湖北省大冶市和阳新县两个农田修复项目中得以工程应用。
(二)应用情况
1、主要用户名录
2、用户意见
重金属污染土壤修复治理实践中,钝化修复技术联合合理的田间农艺管理措施,在保证重金属污染农田土壤修复效果的前提条件下,通过污染土壤钝化修复材料的逐步筛选,合理的重金属污染土壤钝化剂的施用时期,以及尽量减少钝化材料的使用剂量等,既增强钝化修复重金属的稳定性,又可减少钝化剂的用量,避免钝化剂施用过多对土壤肥力、生态环境质量造成的不利影响,最终实现经济、生态效益的双赢。
五、专利及获奖情况
(一)专利情况
(二)获奖情况
1、获奖时间:2018年10月;
2、获奖等级:国家级;
3、获奖情况:该公司靶向重金属吸附土壤调理剂入选(《国家鼓励发展的重大环保技术装备》第二批)。
六、技术服务方式
本技术的设计、实施、技术配套、售后服务等可全部由武汉瑞景环境修复工程有限公司独立操作,高效、规范的工作保证项目保质保量地完成。公司有专人负责售后服务,能够为客户提供最佳的售后服务。
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