《耕地重金屬鎘污染固化技術實施指南》

GS××××—××××GS××××—××××耕地重金屬鎘污染固化技術實施指南1.范圍本標準規(guī)定了耕地重金屬鎘污染固化技術綜合利用技術與相關實施方法。本標準適用中國南方耕地重金屬鎘污染農(nóng)田（主要適用于水稻種植區(qū)）修復治理，其他農(nóng)作物種植區(qū)可參考實行。2.規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）適用于本文件。GB/T15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤風險管控標準GB/T33469-2016耕地質(zhì)量等級GB/T32741-2016肥料和土壤調(diào)理劑分類GB/T6274肥料和土壤調(diào)理劑術語NY525-2012有機肥料NY1110-2010水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量要求Q/THHHLZ01-2017土壤調(diào)理劑海匯龍洲牌土壤調(diào)理劑T/CSPSTCX-2019土壤調(diào)理劑（調(diào)酸）NY/T3041-2016生物炭基肥料NY/T2271-2016土壤調(diào)理劑效果試驗和評價要求NY/T496-2010肥料合理施用準則通則NY/T3176-2017稻米鎘控制田間生產(chǎn)技術規(guī)范3.術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1耕地cultivatedland用于農(nóng)作物種植的土地。3.2鎘污染土壤cadmiumcontaminatedsoil指由于污水灌溉、大氣沉降、固體廢棄物排放、過量化肥與農(nóng)藥施用等人為因素的影響，導致其有害物質(zhì)鎘增加、肥力下降，從而影響農(nóng)作物的生長、危及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的土壤。3.3固鎘土壤調(diào)理劑cadmiumfixationofsoilconditioner指加入土壤后能將耕地中的鎘固定起來，或者將鎘轉(zhuǎn)化成化學性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴散，可改善土壤物理、化學或生物性狀，適用于修復鎘污染土壤的物料。3.4耕地重金屬鎘污染固化技術solidificationtechnologystandardforsoilcadmiumcontamination耕地重金屬鎘污染固化技術是指運用物理或化學的方法將耕地中的有毒重金屬鎘固定起來，或者將重金屬鎘轉(zhuǎn)化成化學性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴散等過程，從而降低重金屬鎘毒害程度的修復技術。主要通過向鎘污染土壤中加入土壤調(diào)理劑調(diào)控土壤pH、氧化還原電位，并增加氧自由基、硫自由基等或強吸附膠體等改變重金屬鎘在土壤中的存在形態(tài)，轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力小或毒性更小的形態(tài)，從而降低其生物有效性。其主要機理是利用吸附、絡合和沉淀等物化反應來降低土壤中有效態(tài)鎘含量，達到降低鎘活性的目的。4.技術要求4.1應用于耕地重金屬鎘污染固化技術的主要土壤調(diào)理劑種類4.1.1功能元素類土壤調(diào)理劑指含有鐵、磷、硅、錳、鋅等一種或多種能夠降低鎘等重金屬的生物有效性和移動性的礦物或無機材料，經(jīng)特殊工藝流程改性后制備的一種土壤調(diào)理劑，其降低鎘等重金屬有效性機理主要是與鎘發(fā)生沉淀、絡合、離子交換、吸附等作用，從而將降低鎘的活性，降低重金屬鎘對環(huán)境土壤及作物的毒性，達到修復治理鎘污染土壤及降低作物鎘含量的目的，此外，土壤調(diào)理劑中所含的功能元素對作物的生長及土壤肥力庫的增加具有積極的作用。4.1.2粘土礦物基土壤調(diào)理劑粘土礦物基土壤調(diào)理劑能夠降低重金屬的鎘生物有效性。這類土壤調(diào)理劑主要通過表面絡合、晶格固定等提高吸附和固定量來降低重金屬的活性，提高pH值至7-8會增加吸附效果，并且一般這類土壤調(diào)理劑效果都較為持久。4.1.3石灰類土壤調(diào)理劑石灰類土壤調(diào)理劑包括碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣等含鈣高的物質(zhì)，其鈍化原理主要有以下幾個方面，一是增加土壤膠體負電荷，從而增加對鎘的吸附；二是通過強吸附能力與重金屬鎘形成羥基金屬化合物；三是提高土壤pH值；四是改善環(huán)境，增強微生物活性，降低鎘有效性。4.1.4有機質(zhì)類土壤調(diào)理劑有機質(zhì)類土壤調(diào)理劑主要有堆肥、禽畜糞便、腐殖酸等，主要固鎘原理分為兩部分，一是有機質(zhì)類土壤調(diào)理劑可以與鎘螯合，與有機質(zhì)中的羥基和巰基形成穩(wěn)定的絡合物，使更多鎘吸附在土壤表面；二是可以改良土壤理化性質(zhì)（pH、CEC等），降低鎘的有效性。4.2固鎘土壤調(diào)理劑技術參數(shù)目前國內(nèi)無固鎘土壤調(diào)理劑相關技術參數(shù)指標標準，為確保土壤調(diào)理劑對鎘污染土壤的修復效果及防止二次污染，參照《有機肥料》（NY525-2012）、《水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量要求》（NY1110-2010）、《土壤調(diào)理劑海匯龍洲牌土壤調(diào)理劑》（Q/THHHLZ01-2017）和《土壤調(diào)理劑調(diào)酸》（T/CSPSTCX-2019）等標準，要求產(chǎn)品達到以下指標方可施用：項目指標功能元素類土壤調(diào)理劑粘土礦物基土壤調(diào)理劑石灰類土壤調(diào)理劑有機質(zhì)類土壤調(diào)理劑鉀含量（以K2O計），%≥1.8≥1.8//鈣含量（以CaO計），%≥25.0≥40.0≥75.0≥15.0鎂含量（以MgO計），%≥2.0≥2.0/≥8.0硅含量（以SiO2計），%/≥20.0//總降鎘功能物質(zhì)含量（以元素計），%≥15.0///有機質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（以烘干基計），%///≥20.0腐植酸，%///≥8.0硫含量（以S計），%≤6.0≤6.0//鈉含量（以Na計），%≤2.0≤2.0//氯含量（以Cl-計），%≤2.0≤2.0//汞（Hg，以元素計），mg/kg≤5.0≤5.0≤2.0≤5.0砷（As，以元素計），mg/kg≤10.0≤10.0≤10.0≤50.0鎘（Cd，以元素計），mg/kg≤10.0≤10.0≤3.0≤10.0鉛（Pb，以元素計），mg/kg≤50.0≤50.0≤50.0≤150.0鉻（Cr，以元素計），mg/kg≤50.0≤50.0≤50.0≤500.0水分含量≤5.0≤5.0//pH值＞7.0＞7.0＞7.0＞7.0細度（通過250μm標準篩），%≥80.0≥80.0≥80.0/4.3固鎘土壤調(diào)理劑的施用標準根據(jù)稻田土壤pH及其調(diào)節(jié)幅度、土壤鎘含量、稻米鎘含量、土壤調(diào)理劑種類及其特性等因素綜合考慮，因地制宜確定土壤調(diào)理劑施用量和施用次數(shù)。建議固鎘土壤調(diào)理劑依據(jù)農(nóng)田土壤重金屬污染程度，在耕地翻耕前撒施適量的土壤調(diào)理劑做基肥對重金屬進行固化。施用標準如下：表2.2固鎘土壤調(diào)理劑施用標準土壤pH值pH≤5.55.5＜pH≤6.56.5＜pH≤7.5pH＞7.5土壤全鎘(mg/kg)0.3-1.50.4-2.00.6-3.00.8-4.0米鎘含量(mg/kg)0.2-0.40.4-0.60.2-0.40.4-0.60.2-0.40.4-0.60.2-0.40.4-0.6功能元素類土壤調(diào)理劑施用量（kg/667m2）260300240300220300200300粘土礦物基土壤調(diào)理劑施用量（kg/667m2）200300200300100200100150石灰類土壤調(diào)理劑施用量（kg/667m2）10015080130601005080有機質(zhì)類土壤調(diào)理劑施用量（kg/667m2）200300200300150200100150注：①土壤全鎘與稻米鎘含量分析采用石墨爐原子吸收分光光度法測定，詳見GB/T17141。②pH值采用電位法測定。③表中土壤pH值、土壤全鎘臨界值劃分采用GB/T15618-2018中農(nóng)用地土壤污染風險篩選值和農(nóng)用地土壤污染風險管控值，稻米鎘含量臨界值劃分采用湖南省長株潭重金屬污染耕地修復安全利用區(qū)輕、中度污染耕地劃分標準。各項指標低于表中最低數(shù)值時風險較低，一般情況下可忽略不計，高于表中最高數(shù)值時風險極高，應采取嚴格管控措施。4.4固鎘土壤調(diào)理劑的施用方法根據(jù)當?shù)厮痉N植習慣，優(yōu)先選擇施基肥前5-12天一次性均勻撒施在土表，再及時翻耕、整田、使其與土壤充分混勻。選擇在分蘗、孕穗等生長期施用固鎘土壤調(diào)理劑時，可將固鎘土壤調(diào)理劑混入細泥或造粒成型后，均勻撒入行間，防止灼傷葉面。注：①土壤調(diào)理劑干燥儲存，一般在翻耕前當天，將土壤調(diào)理劑均勻地撒施在稻田表面，翻耕時，應使土壤保持濕潤，通過耕、耙使其與土壤充分混合，及時翻耕，其深度至少應在15cm以上；②平衡5-12天后施用基肥，即可移栽水稻。③生長期撒施時，宜在田間有少量水或泥漿狀時施用，使固鎘土壤調(diào)理劑快速反應，防止流失。4.4.1機械撒施使用牽引式撒施翻耕一體機進行撒施，由大型拖拉機進行牽引，后掛撒施翻耕一體機進行固鎘土壤調(diào)理劑撒施。撒施翻耕一體機的卸料漏斗卸料速率為20-30kg/min，撒施時保證產(chǎn)品均勻撒施在耕地表面，并且立即進行翻耕，有利于對耕地土壤進行全面均勻修復。4.4.2人工撒施采用人工撒施的方式，將土壤鈍化劑均勻地撒施在土壤表面。采取人工撒施的方式進行時，需盡量避免固鎘土壤調(diào)理劑施用到葉片上，為保證土壤調(diào)理劑施用效果，最好厚薄均勻的鋪撒在耕地表面，有利于耕地土壤有效態(tài)鎘含量整體降低。在人工撒施土壤調(diào)理劑時，注意在無風、陰涼的天氣進行，同時注意操作人員的安全防護，戴口罩、眼罩（或眼鏡），穿工作服，施完后及時洗澡、更換衣服。4.5田間水分管理要求4.5.1灌溉水質(zhì)與水源嚴格按照GB5084-2005標準要求，選取灌溉水中鎘含量≤0.01mg/L的水源作為鎘污染稻田的灌溉水，確保灌溉水質(zhì)安全。4.5.2水稻各生育期田間水分控制要求（1）插秧時基本無水層或淺水插秧，返青期保持淺水層；（2）分蘗期采取干濕交替，促進分蘗發(fā)生和生長，夠苗曬田，控制無效分蘗；（3）幼穗分化期結(jié)合復水