本發明屬于土壤污染修復技術領域，具體涉及一種土壤修復劑及其制備方法。
背景技術：
據環境保護部和國土資源部2014年公布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示：全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，耕地土壤環境質量堪憂，工礦業廢棄地土壤環境問題突出。工礦業、農業等人為活動以及土壤環境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。全國土壤總的超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染類型以無機型為主，有機型次之，復合型污染比重較小，無機污染物超標點位數占全國超標點位的82.8%。
目前普遍的污染方式為重金屬污染，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛等。造成重金屬污染的原因有很多，主要是采礦、金屬冶煉、電鍍工業、化工、金屬加工、電子行業和廢舊電器回收等領域產生和排放重金屬污染物進入地表水、地下水和大氣中后，這些重金屬又最終匯集于土壤中，導致土壤中重金屬含量過高，造成土壤重金屬污染，土壤中的重金屬會通過食物鏈進入人體，當體內的重金屬蓄積到一定程度時就會引發各種人體疾病。
目前，重金屬污染治理的主要途徑有兩種：一種是將污染物清除，即去污染；另一種是改變重金屬在土壤中的存在形態，使其固定，將污染物的活性降低，減少在土壤中的遷移性和生物可利用性，即穩定化。圍繞這兩種途徑產生了不同的治理措施和方法：即工程治理措施（改土法、電化法、沖洗絡合法）和農藝調控措施（提高pH值、調節Eh、增施有機肥、離子拮抗）。用工程治理土壤重金屬污染，對于污染重、面積小的土壤具有治理效果明顯、迅速的優點，但對于污染面積大、程度較輕而范圍較廣的農田污染土壤，則需要消耗大量的人力和財力，并容易導致土壤結構的破壞和土壤肥力的下降。因此，開發一種低成本、簡單、高效、環境友好的土壤修復劑具有重要意義。
技術實現要素：
針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種土壤修復劑及其制備方法，可降低土壤中的重金屬活性，有效解決土壤治理過程中成本高、土壤肥力下降等問題。
為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
一種土壤修復劑，包括以下重量份的組分：熟石灰8-12份、石灰石30-50份、膨潤土40-60份、海泡石5-7份、生物炭5-10份、二乙基三胺五乙酸2-3份、二巰基丙磺酸鈉2-3份、木質素磺酸鈉3-5份、半胱氨酸1-3份、酒石酸鉀鈉1-1.8份、磷礦石1-1.5份和硫化鈉0-0.5份。
進一步地，一種土壤修復劑，包括以下重量份的組分：熟石灰10份、石灰石43份、膨潤土52份、海泡石6份、生物炭8份、二乙基三胺五乙酸2份、二巰基丙磺酸鈉2份、木質素磺酸鈉4份、半胱氨酸2份、酒石酸鉀鈉1.6份、磷礦石1.2份和硫化鈉0.2份。
進一步地，生物炭是通過以下方法制備得到：將含水量為10-30%的椰殼置于炭化爐中，在220-250℃溫度下脫水排氧處理80-100min，然后轉入600-650℃溫度下炭化30-50min，冷卻后將炭化產物粉碎至粒徑為0.3-0.8mm的固體粉末。
進一步地，磷礦石是由P2O5含量在25%以下、碳酸鹽含量在10%以上的中低品位磷礦石與P2O5含量在23%以下、二氧化硅含量高于25%的低品位磷礦石按重量比為1:2混合所得。
上述土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按配方稱取磷礦石、海泡石和生物炭，加入球磨機中研磨3-8min，得研磨粉；
（2）向研磨粉中加入半胱氨酸、酒石酸鉀鈉和硫化鈉，然后置于推進式攪拌機中攪拌10-15min；
（3）向步驟（2）所得混合物中加入石灰石、膨潤土、熟石灰、二乙基三胺五乙酸、二巰基丙磺酸鈉和木質素磺酸鈉，然后置于V型混合器中混合10-25min，得土壤修復劑。
本發明提供的土壤修復劑及其制備方法，具有以下有益效果：
（1）本發明制得的土壤修復劑以膨潤土為主要原料，通過加入熟石灰、石灰石、海泡石、生物炭、二乙基三胺五乙酸、二巰基丙磺酸鈉、木質素磺酸鈉、半胱氨酸、酒石酸鉀鈉、磷礦石和硫化鈉，通過特定的成分，特定的含量制得的土壤修復劑，能有效降低土壤中的重金屬含量，且對土壤有一定的修復功能，在一定程度上為作物生長提供肥料，進而提高作物的產量。
（2）本發明提供的土壤修復劑，制備方法簡單，成本低，易于工業化生產，并且可用于污染面積大、程度較輕而范圍較廣的農田污染土壤。
（3）本發明將椰殼、低品位的磷礦石這些廢棄物得以充分利用，制得的土壤修復劑，具有修復時間短，用量少等優點。
具體實施方式
實施例1
一種土壤修復劑，包括以下重量份的組分：熟石灰8份、石灰石30份、膨潤土40份、海泡石5份、生物炭5份、二乙基三胺五乙酸2份、二巰基丙磺酸鈉2份、木質素磺酸鈉3份、半胱氨酸1份、酒石酸鉀鈉1份、磷礦石1份和硫化鈉0.1份；
其中生物炭是通過以下方法制備得到：將含水量為30%的椰殼置于炭化爐中，在250℃溫度下脫水排氧處理100min，然后轉入650℃溫度下炭化50min，冷卻后將炭化產物粉碎至粒徑為0.3-0.8mm的固體粉末；
磷礦石是由P2O5含量在25%以下、碳酸鹽含量在10%以上的中低品位磷礦石與P2O5含量在23%以下、二氧化硅含量高于25%的低品位磷礦石按重量比為1:2混合所得。
上述土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按配方稱取磷礦石、海泡石和生物炭，加入球磨機中研磨3-8min，得研磨粉；
（2）向研磨粉中加入半胱氨酸、酒石酸鉀鈉和硫化鈉，然后置于推進式攪拌機中攪拌10-15min；
（3）向步驟（2）所得混合物中加入石灰石、膨潤土、熟石灰、二乙基三胺五乙酸、二巰基丙磺酸鈉和木質素磺酸鈉，然后置于V型混合器中混合10-25min，得土壤修復劑。
實施例2
一種土壤修復劑，包括以下重量份的組分：熟石灰12份、石灰石50份、膨潤土60份、海泡石7份、生物炭10份、二乙基三胺五乙酸3份、二巰基丙磺酸鈉3份、木質素磺酸鈉5份、半胱氨酸3份、酒石酸鉀鈉1.8份、磷礦石1.5份、硫化鈉0.5份；
其中生物炭是通過以下方法制備得到：將含水量為10%的椰殼置于炭化爐中，在220℃溫度下脫水排氧處理80min，然后轉入600℃溫度下炭化30min，冷卻后將炭化產物粉碎至粒徑為0.3-0.8mm的固體粉末；
磷礦石是由P2O5含量在25%以下、碳酸鹽含量在10%以上的中低品位磷礦石與P2O5含量在23%以下、二氧化硅含量高于25%的低品位磷礦石按重量比為1:2混合所得。
上述土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按配方稱取磷礦石、海泡石和生物炭，加入球磨機中研磨3-8min，得研磨粉；
（2）向研磨粉中加入半胱氨酸、酒石酸鉀鈉和硫化鈉，然后置于推進式攪拌機中攪拌10-15min；
（3）向步驟（2）所得混合物中加入石灰石、膨潤土、熟石灰、二乙基三胺五乙酸、二巰基丙磺酸鈉和木質素磺酸鈉，然后置于V型混合器中混合10-25min，得土壤修復劑。
實施例3
一種土壤修復劑，包括以下重量份的組分：熟石灰10份、石灰石43份、膨潤土52份、海泡石6份、生物炭8份、二乙基三胺五乙酸2份、二巰基丙磺酸鈉2份、木質素磺酸鈉4份、半胱氨酸2份、酒石酸鉀鈉1.6份、磷礦石1.2份、硫化鈉0.2份；
其中生物炭是通過以下方法制備得到：將含水量為20%的椰殼置于炭化爐中，在240℃溫度下脫水排氧處理80min，然后轉入620℃溫度下炭化40min，冷卻后將炭化產物粉碎至粒徑為0.3-0.8mm的固體粉末；
磷礦石是由P2O5含量在25%以下、碳酸鹽含量在10%以上的中低品位磷礦石與P2O5含量在23%以下、二氧化硅含量高于25%的低品位磷礦石按重量比為1:2混合所得。
上述土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按配方稱取磷礦石、海泡石和生物炭，加入球磨機中研磨3-8min，得研磨粉；
（2）向研磨粉中加入半胱氨酸、酒石酸鉀鈉和硫化鈉，然后置于推進式攪拌機中攪拌10-15min；
（3）向步驟（2）所得混合物中加入石灰石、膨潤土、熟石灰、二乙基三胺五乙酸、二巰基丙磺酸鈉和木質素磺酸鈉，然后置于V型混合器中混合10-25min，得土壤修復劑。
實施例4
一種土壤修復劑，包括以下重量份的組分：熟石灰8份、石灰石30份、膨潤土40份、海泡石5份、生物炭5份、二乙基三胺五乙酸2份、二巰基丙磺酸鈉2份、木質素磺酸鈉3份、半胱氨酸1份、酒石酸鉀鈉1份和磷礦石1份；
其中生物炭是通過以下方法制備得到：將含水量為30%的椰殼置于炭化爐中，在250℃溫度下脫水排氧處理100min，然后轉入650℃溫度下炭化50min，冷卻后將炭化產物粉碎至粒徑為0.3-0.8mm的固體粉末；
磷礦石是由P2O5含量在25%以下、碳酸鹽含量在10%以上的中低品位磷礦石與P2O5含量在23%以下、二氧化硅含量高于25%的低品位磷礦石按重量比為1:2混合所得。
上述土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按配方稱取磷礦石、海泡石和生物炭，加入球磨機中研磨3-8min，得研磨粉；
（2）向研磨粉中加入半胱氨酸和酒石酸鉀鈉，然后置于推進式攪拌機中攪拌10-15min；
（3）向步驟（2）所得混合物中加入石灰石、膨潤土、熟石灰、二乙基三胺五乙酸、二巰基丙磺酸鈉和木質素磺酸鈉，然后置于V型混合器中混合10-25min，得土壤修復劑。
效果實驗
1、土壤修復劑對重金屬污染土壤的修復實驗
土壤修復劑的修復方法：將重金屬污染土壤挖出，送入破碎機破碎，然后加入重金屬污染土壤質量12%的土壤修復劑，兩者充分混合，在混合過程中可噴灑少量的水使土壤保持濕潤，混合完全后，靜置10天，即完成修復。
檢測方法：從修復后的土壤中取樣，檢測根據固體廢物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）采用翻轉振蕩器對土壤進行浸出試驗，檢測修復后的土壤重金屬濃度與修復前對比，結果見表1：
表1 重金屬污染土壤修復前后重金屬濃度對比
由表1可知，修復后土壤中的重金屬濃度明顯降低，可見本發明提供的土壤修復劑可有效降低土壤中的重金屬活性，尤其是實施例3，效果最為顯著。
2、土壤修復劑對水稻產量的影響
選擇重金屬污染土壤土地3塊，每塊平均分成5份，每塊中有個對照組，4個實驗組。
對照組處理方式：按常規方式種植水稻，并按當地習慣施肥以及田間管理。
實驗組處理方式：在對照組基礎上分別施實施例1-3的土壤修復劑，對土壤的修復方式與效果實驗1中相同。
待水稻收割后，對比對照組與實驗組中水稻產量，對比結果見表2：
表2 土壤修復劑對水稻產量的影響
本發明提供的土壤修復劑可改良土壤，增加土壤肥力，進而增加農作物產量，由表2可知，采用本發明的土壤修復劑后，水稻產量大幅度增加，每畝有效穗和每穗實粒數也明顯提高。