《耕地重金属镉污染固化技术实施指南》

GS××××—××××GS××××—××××耕地重金属镉污染固化技术实施指南1.范围本标准规定了耕地重金属镉污染固化技术综合利用技术与相关实施方法。本标准适用中国南方耕地重金属镉污染农田（主要适用于水稻种植区）修复治理，其他农作物种植区可参考实行。2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。GB/T15618-2018土壤环境质量农用地土壤风险管控标准GB/T33469-2016耕地质量等级GB/T32741-2016肥料和土壤调理剂分类GB/T6274肥料和土壤调理剂术语NY525-2012有机肥料NY1110-2010水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求Q/THHHLZ01-2017土壤调理剂海汇龙洲牌土壤调理剂T/CSPSTCX-2019土壤调理剂（调酸）NY/T3041-2016生物炭基肥料NY/T2271-2016土壤调理剂效果试验和评价要求NY/T496-2010肥料合理施用准则通则NY/T3176-2017稻米镉控制田间生产技术规范3.术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1耕地cultivatedland用于农作物种植的土地。3.2镉污染土壤cadmiumcontaminatedsoil指由于污水灌溉、大气沉降、固体废弃物排放、过量化肥与农药施用等人为因素的影响，导致其有害物质镉增加、肥力下降，从而影响农作物的生长、危及农产品质量安全的土壤。3.3固镉土壤调理剂cadmiumfixationofsoilconditioner指加入土壤后能将耕地中的镉固定起来，或者将镉转化成化学性质不活泼的形态，阻止其在环境中迁移、扩散，可改善土壤物理、化学或生物性状，适用于修复镉污染土壤的物料。3.4耕地重金属镉污染固化技术solidificationtechnologystandardforsoilcadmiumcontamination耕地重金属镉污染固化技术是指运用物理或化学的方法将耕地中的有毒重金属镉固定起来，或者将重金属镉转化成化学性质不活泼的形态，阻止其在环境中迁移、扩散等过程，从而降低重金属镉毒害程度的修复技术。主要通过向镉污染土壤中加入土壤调理剂调控土壤pH、氧化还原电位，并增加氧自由基、硫自由基等或强吸附胶体等改变重金属镉在土壤中的存在形态，转化为不易溶解、迁移能力小或毒性更小的形态，从而降低其生物有效性。其主要机理是利用吸附、络合和沉淀等物化反应来降低土壤中有效态镉含量，达到降低镉活性的目的。4.技术要求4.1应用于耕地重金属镉污染固化技术的主要土壤调理剂种类4.1.1功能元素类土壤调理剂指含有铁、磷、硅、锰、锌等一种或多种能够降低镉等重金属的生物有效性和移动性的矿物或无机材料，经特殊工艺流程改性后制备的一种土壤调理剂，其降低镉等重金属有效性机理主要是与镉发生沉淀、络合、离子交换、吸附等作用，从而将降低镉的活性，降低重金属镉对环境土壤及作物的毒性，达到修复治理镉污染土壤及降低作物镉含量的目的，此外，土壤调理剂中所含的功能元素对作物的生长及土壤肥力库的增加具有积极的作用。4.1.2粘土矿物基土壤调理剂粘土矿物基土壤调理剂能够降低重金属的镉生物有效性。这类土壤调理剂主要通过表面络合、晶格固定等提高吸附和固定量来降低重金属的活性，提高pH值至7-8会增加吸附效果，并且一般这类土壤调理剂效果都较为持久。4.1.3石灰类土壤调理剂石灰类土壤调理剂包括碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等含钙高的物质，其钝化原理主要有以下几个方面，一是增加土壤胶体负电荷，从而增加对镉的吸附；二是通过强吸附能力与重金属镉形成羟基金属化合物；三是提高土壤pH值；四是改善环境，增强微生物活性，降低镉有效性。4.1.4有机质类土壤调理剂有机质类土壤调理剂主要有堆肥、禽畜粪便、腐殖酸等，主要固镉原理分为两部分，一是有机质类土壤调理剂可以与镉螯合，与有机质中的羟基和巯基形成稳定的络合物，使更多镉吸附在土壤表面；二是可以改良土壤理化性质（pH、CEC等），降低镉的有效性。4.2固镉土壤调理剂技术参数目前国内无固镉土壤调理剂相关技术参数指标标准，为确保土壤调理剂对镉污染土壤的修复效果及防止二次污染，参照《有机肥料》（NY525-2012）、《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》（NY1110-2010）、《土壤调理剂海汇龙洲牌土壤调理剂》（Q/THHHLZ01-2017）和《土壤调理剂调酸》（T/CSPSTCX-2019）等标准，要求产品达到以下指标方可施用：项目指标功能元素类土壤调理剂粘土矿物基土壤调理剂石灰类土壤调理剂有机质类土壤调理剂钾含量（以K2O计），%≥1.8≥1.8//钙含量（以CaO计），%≥25.0≥40.0≥75.0≥15.0镁含量（以MgO计），%≥2.0≥2.0/≥8.0硅含量（以SiO2计），%/≥20.0//总降镉功能物质含量（以元素计），%≥15.0///有机质的质量分数（以烘干基计），%///≥20.0腐植酸，%///≥8.0硫含量（以S计），%≤6.0≤6.0//钠含量（以Na计），%≤2.0≤2.0//氯含量（以Cl-计），%≤2.0≤2.0//汞（Hg，以元素计），mg/kg≤5.0≤5.0≤2.0≤5.0砷（As，以元素计），mg/kg≤10.0≤10.0≤10.0≤50.0镉（Cd，以元素计），mg/kg≤10.0≤10.0≤3.0≤10.0铅（Pb，以元素计），mg/kg≤50.0≤50.0≤50.0≤150.0铬（Cr，以元素计），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细度（通过250μm标准筛），%≥80.0≥80.0≥80.0/4.3固镉土壤调理剂的施用标准根据稻田土壤pH及其调节幅度、土壤镉含量、稻米镉含量、土壤调理剂种类及其特性等因素综合考虑，因地制宜确定土壤调理剂施用量和施用次数。建议固镉土壤调理剂依据农田土壤重金属污染程度，在耕地翻耕前撒施适量的土壤调理剂做基肥对重金属进行固化。施用标准如下：表2.2固镉土壤调理剂施用标准土壤pH值pH≤5.55.5＜pH≤6.56.5＜pH≤7.5pH＞7.5土壤全镉(mg/kg)0.3-1.50.4-2.00.6-3.00.8-4.0米镉含量(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功能元素类土壤调理剂施用量（kg/667m2）260300240300220300200300粘土矿物基土壤调理剂施用量（kg/667m2）200300200300100200100150石灰类土壤调理剂施用量（kg/667m2）10015080130601005080有机质类土壤调理剂施用量（kg/667m2）200300200300150200100150注：①土壤全镉与稻米镉含量分析采用石墨炉原子吸收分光光度法测定，详见GB/T17141。②pH值采用电位法测定。③表中土壤pH值、土壤全镉临界值划分采用GB/T15618-2018中农用地土壤污染风险筛选值和农用地土壤污染风险管控值，稻米镉含量临界值划分采用湖南省长株潭重金属污染耕地修复安全利用区轻、中度污染耕地划分标准。各项指标低于表中最低数值时风险较低，一般情况下可忽略不计，高于表中最高数值时风险极高，应采取严格管控措施。4.4固镉土壤调理剂的施用方法根据当地水稻种植习惯，优先选择施基肥前5-12天一次性均匀撒施在土表，再及时翻耕、整田、使其与土壤充分混匀。选择在分蘖、孕穗等生长期施用固镉土壤调理剂时，可将固镉土壤调理剂混入细泥或造粒成型后，均匀撒入行间，防止灼伤叶面。注：①土壤调理剂干燥储存，一般在翻耕前当天，将土壤调理剂均匀地撒施在稻田表面，翻耕时，应使土壤保持湿润，通过耕、耙使其与土壤充分混合，及时翻耕，其深度至少应在15cm以上；②平衡5-12天后施用基肥，即可移栽水稻。③生长期撒施时，宜在田间有少量水或泥浆状时施用，使固镉土壤调理剂快速反应，防止流失。4.4.1机械撒施使用牵引式撒施翻耕一体机进行撒施，由大型拖拉机进行牵引，后挂撒施翻耕一体机进行固镉土壤调理剂撒施。撒施翻耕一体机的卸料漏斗卸料速率为20-30kg/min，撒施时保证产品均匀撒施在耕地表面，并且立即进行翻耕，有利于对耕地土壤进行全面均匀修复。4.4.2人工撒施采用人工撒施的方式，将土壤钝化剂均匀地撒施在土壤表面。采取人工撒施的方式进行时，需尽量避免固镉土壤调理剂施用到叶片上，为保证土壤调理剂施用效果，最好厚薄均匀的铺撒在耕地表面，有利于耕地土壤有效态镉含量整体降低。在人工撒施土壤调理剂时，注意在无风、阴凉的天气进行，同时注意操作人员的安全防护，戴口罩、眼罩（或眼镜），穿工作服，施完后及时洗澡、更换衣服。4.5田间水分管理要求4.5.1灌溉水质与水源严格按照GB5084-2005标准要求，选取灌溉水中镉含量≤0.01mg/L的水源作为镉污染稻田的灌溉水，确保灌溉水质安全。4.5.2水稻各生育期田间水分控制要求（1）插秧时基本无水层或浅水插秧，返青期保持浅水层；（2）分蘖期采取干湿交替，促进分蘖发生和生长，够苗晒田，控制无效分蘖；（3）幼穗分化期结合复水