《耕地重金屬鎘污染固化技術(shù)實(shí)施指南》

GS××××—××××GS××××—××××耕地重金屬鎘污染固化技術(shù)實(shí)施指南1.范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了耕地重金屬鎘污染固化技術(shù)綜合利用技術(shù)與相關(guān)實(shí)施方法。本標(biāo)準(zhǔn)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(fù)治理，其他農(nóng)作物種植區(qū)可參考實(shí)行。2.規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)GB/T33469-2016耕地質(zhì)量等級(jí)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(shù)語NY525-2012有機(jī)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(yàn)和評(píng)價(jià)要求NY/T496-2010肥料合理施用準(zhǔn)則通則NY/T3176-2017稻米鎘控制田間生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范3.術(shù)語和定義下列術(shù)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(dǎo)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(zhǎng)、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(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴(kuò)散，可改善土壤物理、化學(xué)或生物性狀，適用于修復(fù)鎘污染土壤的物料。3.4耕地重金屬鎘污染固化技術(shù)solidificationtechnologystandardforsoilcadmiumcontamination耕地重金屬鎘污染固化技術(shù)是指運(yùn)用物理或化學(xué)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(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴(kuò)散等過程，從而降低重金屬鎘毒害程度的修復(fù)技術(shù)。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(qiáng)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(jī)理是利用吸附、絡(luò)合和沉淀等物化反應(yīng)來降低土壤中有效態(tài)鎘含量，達(dá)到降低鎘活性的目的。4.技術(shù)要求4.1應(yīng)用于耕地重金屬鎘污染固化技術(shù)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(dòng)性的礦物或無機(jī)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(jī)理主要是與鎘發(fā)生沉淀、絡(luò)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(duì)環(huán)境土壤及作物的毒性，達(dá)到修復(fù)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(duì)作物的生長(zhǎng)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(luò)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(huì)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(gè)方面，一是增加土壤膠體負(fù)電荷，從而增加對(duì)鎘的吸附；二是通過強(qiáng)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(qiáng)微生物活性，降低鎘有效性。4.1.4有機(jī)質(zhì)類土壤調(diào)理劑有機(jī)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(jī)質(zhì)類土壤調(diào)理劑可以與鎘螯合，與有機(jī)質(zhì)中的羥基和巰基形成穩(wěn)定的絡(luò)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(shù)參數(shù)目前國內(nèi)無固鎘土壤調(diào)理劑相關(guān)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，為確保土壤調(diào)理劑對(duì)鎘污染土壤的修復(fù)效果及防止二次污染，參照《有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)，要求產(chǎn)品達(dá)到以下指標(biāo)方可施用：項(xiàng)目指標(biāo)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(jī)質(zhì)類土壤調(diào)理劑鉀含量（以K2O計(jì)），%≥1.8≥1.8//鈣含量（以CaO計(jì)），%≥25.0≥40.0≥75.0≥15.0鎂含量（以MgO計(jì)），%≥2.0≥2.0/≥8.0硅含量（以SiO2計(jì)），%/≥20.0//總降鎘功能物質(zhì)含量（以元素計(jì)），%≥15.0///有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以烘干基計(jì)），%///≥20.0腐植酸，%///≥8.0硫含量（以S計(jì)），%≤6.0≤6.0//鈉含量（以Na計(jì)），%≤2.0≤2.0//氯含量（以Cl-計(jì)），%≤2.0≤2.0//汞（Hg，以元素計(jì)），mg/kg≤5.0≤5.0≤2.0≤5.0砷（As，以元素計(jì)），mg/kg≤10.0≤10.0≤10.0≤50.0鎘（Cd，以元素計(jì)），mg/kg≤10.0≤10.0≤3.0≤10.0鉛（Pb，以元素計(jì)），mg/kg≤50.0≤50.0≤50.0≤150.0鉻（Cr，以元素計(jì)），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(xì)度（通過250μm標(biāo)準(zhǔn)篩），%≥80.0≥80.0≥80.0/4.3固鎘土壤調(diào)理劑的施用標(biāo)準(zhǔn)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(duì)重金屬進(jìn)行固化。施用標(biāo)準(zhǔn)如下：表2.2固鎘土壤調(diào)理劑施用標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(cè)定，詳見GB/T17141。②pH值采用電位法測(cè)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(fēng)險(xiǎn)篩選值和農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控值，稻米鎘含量臨界值劃分采用湖南省長(zhǎng)株潭重金屬污染耕地修復(fù)安全利用區(qū)輕、中度污染耕地劃分標(biāo)準(zhǔn)。各項(xiàng)指標(biāo)低于表中最低數(shù)值時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較低，一般情況下可忽略不計(jì)，高于表中最高數(shù)值時(shí)風(fēng)險(xiǎn)極高，應(yīng)采取嚴(yán)格管控措施。4.4固鎘土壤調(diào)理劑的施用方法根據(jù)當(dāng)?shù)厮痉N植習(xí)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(shí)翻耕、整田、使其與土壤充分混勻。選擇在分蘗、孕穗等生長(zhǎng)期施用固鎘土壤調(diào)理劑時(shí)，可將固鎘土壤調(diào)理劑混入細(xì)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(chǔ)存，一般在翻耕前當(dāng)天，將土壤調(diào)理劑均勻地撒施在稻田表面，翻耕時(shí)，應(yīng)使土壤保持濕潤，通過耕、耙使其與土壤充分混合，及時(shí)翻耕，其深度至少應(yīng)在15cm以上；②平衡5-12天后施用基肥，即可移栽水稻。③生長(zhǎng)期撒施時(shí)，宜在田間有少量水或泥漿狀時(shí)施用，使固鎘土壤調(diào)理劑快速反應(yīng)，防止流失。4.4.1機(jī)械撒施使用牽引式撒施翻耕一體機(jī)進(jìn)行撒施，由大型拖拉機(jī)進(jìn)行牽引，后掛撒施翻耕一體機(jī)進(jìn)行固鎘土壤調(diào)理劑撒施。撒施翻耕一體機(jī)的卸料漏斗卸料速率為20-30kg/min，撒施時(shí)保證產(chǎn)品均勻撒施在耕地表面，并且立即進(jìn)行翻耕，有利于對(duì)耕地土壤進(jìn)行全面均勻修復(fù)。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(jìn)行時(shí)，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(shí)，注意在無風(fēng)、陰涼的天氣進(jìn)行，同時(shí)注意操作人員的安全防護(hù)，戴口罩、眼罩（或眼鏡），穿工作服，施完后及時(shí)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(yán)格按照GB5084-2005標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(jìn)分蘗發(fā)生和生長(zhǎng)，夠苗曬田，控制無效分蘗；（3）幼穗分化期結(jié)合復(fù)水