DB44_T 2276-2021《稻田土壤镉、铅、汞、砷、铬钝化调理技术规范》.pdf

ICS13.080CCS Z 5044广东省地方标准DB44/T 22762021稻田土壤镉、铅、汞、砷、铬钝化调理技术规范Technical instruction for immobilization of cadmium,lead,mercury,arsenic andchromium in paddy soil2021-02-10 发布2021-05-10 实施广东省市场监督管理局发 布DB44/T 22762021I前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由广东省农业农村厅、广东省生态环境厅提出并组织实施。本文件由广东省肥料和土壤调理剂标准化技术委员会（GD/TC57）归口。本文件起草单位：广东省科学院生态环境与土壤研究所、农业农村部农业生态与资源保护总站、佛山市环境保护投资有限公司、华南师范大学、广州市标准化研究院。本文件主要起草人：李芳柏、刘同旭、方利平、刘传平、黄莉敏、郑顺安、郑勇、李晓敏、王向琴、霍迎辉、叶挺进、肖劲峰。DB44/T 227620211稻田土壤镉、铅、汞、砷、铬钝化调理技术规范1范围本文件规定了安全利用类重金属污染稻田土壤钝化调理的技术实施流程、镉/铅/汞/砷/铬污染稻田土壤钝化调理技术规范、复合污染钝化调理技术规范的要求。本文件适用于安全利用类稻田土壤，不适用于旱地。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 5009.11食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定GB 5009.17食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定DB44/T 2263.12020耕地土壤重金属污染风险管控与修复总则DB44/T 2263.22020耕地土壤重金属污染风险管控与修复风险评价3术语和定义DB44/T 2263.12020和DB44/T 2263.22020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。稻田paddy soil种植水稻的水田；其主要特点在于干湿交替、氧化还原反应互换频繁，受水分、氧气影响强烈，并以厌氧状态为主，受施肥等人为活动影响强烈。稻田土壤镉形态转化transformation of cadmium species in paddy soil稻田土壤中的镉主要以二价态存在，其水溶态主要包括镉离子游离态与配体态，吸附态包括矿物吸附和有机质吸附，沉淀态包括氢氧化镉、硫化镉或铁锰共沉淀态等。其形态转化受到土壤pH值、氧化还原电位（Eh值）以及铁/锰/硫/氮等氧化还原转化的影响。稻田土壤砷形态转化transformation of arsenic species in paddy soil稻田土壤中砷主要以三价和五价态存在，其水溶态主要包括砷酸、亚砷酸等阴离子，吸附态包括矿物吸附和有机物吸附，沉淀态包括砷酸铁或铁锰沉淀态等，有机结合态主要是甲基化砷。其形态和价态转化受到土壤pH值、以及铁/锰/硫/氮等氧化还原转化的影响，主要为微生物化学耦合过程。稻田土壤铅形态转化transformation of lead species in paddy soil稻田土壤中的铅主要以二价态存在，其水溶态主要包括铅离子与配体态，吸附态包括矿物吸附和有机物吸附，沉淀态包括氢氧化铅、硫化铅或铁锰共沉淀态等。其形态转化受到土壤pH值、以及铁/锰/硫/氮等氧化还原转化的影响。DB44/T 227620212稻田土壤铬形态转化transformation of chromium species in paddy soil稻田土壤中铬主要以三价和六价态存在，其水溶态主要包括六价铬酸离子与配体态，吸附态包括矿物吸附和有机物吸附，沉淀态包括氢氧化铬、硫化镉或铁锰共沉淀态等。其形态和价态转化受到土壤pH值、以及铁/锰/硫/氮等氧化还原转化的影响，还原过程主要是微生物过程，氧化过程受氧气和锰等氧化剂的影响。稻田土壤汞形态转化 transformation of mercury species in paddy soil稻田土壤中的汞主要以二价和零价态存在，水溶态主要包括汞离子与配体态，吸附态包括矿物吸附和有机物吸附，沉淀态包括氧化汞、硫化汞或铁锰共沉淀态等，有机结合态主要是甲基化汞，气态包括零价汞和甲基化汞。其形态和价态转化受到土壤pH值、以及铁/锰/硫/氮等氧化还原转化的影响，甲基化微生物影响其甲基化汞转化。稻田土壤铁形态iron species in paddy soil稻田土壤中以氧化物形态存在的铁，包括无定形与结晶态的氧化铁。无定形氧化铁通常指无明显X射线衍射峰的氧化铁，如无定形氢氧化铁凝胶、水合氧化铁等；结晶态的氧化铁主要包括针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿和磁铁矿，其中，前四种又叫游离氧化铁。土壤固定砷的能力主要与土壤中游离氧化铁和无定形氧化铁的含量有关。稻米无机砷inorganic arsenic in rice grain稻米中以三价、五价形态存在的无机砷化合物；无机砷的毒性明显大于有机砷。其含量采用GB5009.11方法测试。稻米有机汞organic arsenic in rice grain稻米中以甲基汞等形态存在的有机汞化合物；有机汞的毒性明显大于无机汞。其含量采用GB5009.17方法测试。土壤腐殖质soil humus土壤中有机物存在的主要形式，除未分解和半分解动植物残体、微生物体及小分子有机物以外的所有有机物质的总称，为较稳定的构造复杂的高分子有机化合物。土壤总有机碳soil total organic carbon，STOC土壤中有机碳的总量。土壤氧化还原电位soil redox potential土壤中的氧化态物质和还原态物质在惰性电极（常为铂电极）上达到平衡时的电极电位，是反映土壤氧化还原状况的重要指标，表示符号为Eh，单位为mV。4技术实施流程依据DB44/T 2263.22020确认的级、级风险稻田，分析其周边污染源，确定无明显污染源或污染源可控的前提下，实施重金属污染稻田土壤钝化调理，其工作程序见图1。DB44/T 227620213图 1重金属污染稻田土壤钝化调理工作程序5稻田土壤镉污染钝化调理技术规范钝化调理剂选择选择原则如下：a)当土壤 pH 值5.5 时，宜在翻耕期施用农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂，通过提高土壤 pH值，促进稻田土壤镉形态转化，降低土壤镉有效性；b)当 5.5土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期混施适量农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂和腐殖质、生物质炭、铁基材料等钝化调理剂，提高土壤总有机碳含量和土壤 pH 值，吸附、共沉淀固定土壤镉；c)当土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期施用腐殖质、生物质炭、铁基材料等钝化调理剂，提高土壤总有机碳含量，吸附、共沉淀固定土壤镉。施用剂量DB44/T 227620214农用石灰质物质钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3443；生物质炭材料钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3041；铁基材料等钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考产品使用说明、NY/T 3034和NY/T 2271。影响因素主要为施用肥料种类，包括氮肥和硫肥的施用。当施用铵态氮肥时，可加大钝化调理剂用量；当施用硝态氮肥和硫酸盐肥时，可减少钝化调理剂用量。6稻田土壤铅污染钝化调理技术规范钝化调理剂选择选择原则如下：a)当土壤 pH 值5.5 时，宜在翻耕期施用农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂，通过提高土壤 pH值，促进稻田土壤铅形态转化，降低土壤铅有效性；b)当 5.5土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期混施适量农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂和腐殖质、生物质炭、铁基材料、磷基材料等钝化调理剂，提高土壤 pH 值，吸附、共沉淀固定土壤铅；c)当土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期施用腐殖质、生物质炭、铁基材料、磷基材料等钝化调理剂，吸附、共沉淀固定土壤铅。施用剂量农用石灰质物质钝化调理剂的使用条件和施用剂量具体参考NY/T 3443；生物质炭材料钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3041；铁基材料等钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考产品使用说明、NY/T 3034、和NY/T 2271。影响因素主要为施用肥料种类，包括氮肥、硫肥、磷肥的施用。当施用铵态氮肥时，可适当加大钝化调理剂用量；当施用硝态氮肥、硫酸盐、磷酸盐肥时，可适当减少钝化调理剂用量。7稻田土壤汞污染钝化调理技术规范钝化调理剂选择选择原则如下：a)当土壤 pH 值5.5 时，宜在翻耕期施用农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂，通过提高土壤 pH值，促进稻田土壤汞形态转化，降低土壤汞有效性；b)当 5.5土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期混施适量农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂和腐殖质、生物质炭、铁基材料等钝化调理剂，提高土壤 pH 值，吸附、共沉淀固定土壤汞；c)当土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期施用腐殖质、生物质炭、铁基材料等钝化调理剂，吸附、共沉淀固定土壤汞。施用剂量DB44/T 227620215农用石灰质物质钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3443；生物质炭材料钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3041；铁基材料等钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考产品使用说明、NY/T 3034和NY/T 2271。影响因素主要为施用肥料种类，包括硫肥、有机肥的施用。当施用有机肥时，土壤总有机碳含量增加，可适当加大钝化调理剂用量，以降低稻米有机汞累积量；当施用硫酸盐肥时，可适当减少钝化调理剂用量。8稻田土壤砷污染钝化调理技术规范钝化调理剂选择宜在翻耕期施用铁改性生物质炭、铁锰氧化物等钝化调理剂，促进稻田土壤砷的氧化转化，提高土壤砷的钝化效率，降低土壤砷活性和稻米砷含量。砷污染稻田土壤不宜施用石灰质、腐殖质、生物质炭等钝化调理剂。施用剂量铁基材料、铁锰氧化物等钝化调理剂的施用剂量参考产品使用说明、NY/T 3034和NY/T 2271。影响因素主要为施用肥料种类，包括氮肥、有机肥的施用。当施用有机肥时，可适当加大氧化剂和钝化调理剂用量；当施用硝态氮肥时，可适当减少或者不施加铁锰氧化物等钝化调理剂。可采用硝酸钾替代硫酸铵或氯化铵等能促砷氧化的养分管理方式。9稻田土壤铬污染钝化调理技术规范钝化调理剂选择选择原则如下：a)当土壤 pH 值5.5 时，宜在翻耕期施用农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂，通过提高土壤 pH值，促进稻田土壤铬形态转化，降低土壤铬有效性；b)当 5.5土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期混施适量农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂和腐殖质、生物质炭、铁基材料等钝化调理剂，提高土壤 pH 值，吸附、共沉淀固定土壤铬；c)当土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期施用腐殖质、生物质炭、铁基材料等钝化调理剂，吸附、共沉淀固定土壤铬；d)针对六价铬污染土壤，需要施加零价铁等强还原性钝化调理剂。施用剂量农用石灰质物质钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3443；生物质炭材料钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3041；铁基材料等钝化调理剂参考产品使用说明、NY/T 3034和NY/T 2271。影响因素主要为施用肥料种类。当施用铵态氮肥时，可适当加大钝化调理剂用量；当施用硝态氮肥时，可适当减少钝化调理剂用量。DB44/T 22762021610复合污染钝化调理技术规范施用方式施用方式如下：a)针对镉、汞、铅、铬两种或两种以上的复合污染稻田土壤，当土壤 pH 值5.5 时，宜在翻耕期施用农用石灰质物质酸碱钝化调理剂；当 5.5土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期混施适量农用石灰质物质等酸碱钝化调理剂和腐殖质、生物质炭、铁基材料、磷基材料等钝化调理剂；当土壤 pH 值6.5 时，宜在翻耕期施用腐殖质、生物质炭、铁基材料、磷基材料等钝化调理剂；b)针对以砷为主的镉、汞、铅复合污染稻田土壤，宜在翻耕期施用铁改性生物质炭、铁锰氧化物等钝化调理剂，不宜施用农用石灰质物质、腐殖质、生物质炭等钝化调理剂；c)针对铬、砷复合污染稻田土壤，宜在翻耕期施用铁改性生物质炭等钝化调理剂，调节稻田土壤铁形态，配合施用硝态氮肥等，不宜施用农用石灰质物质、腐殖质、生物质炭、铁锰氧化物等钝化调理剂。施用剂量农用石灰质物质钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3443；生物质炭材料钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考NY/T 3041；铁基材料等钝化调理剂的使用条件和施用剂量参考产品使用说明、NY/T 3034和NY/T 2271。影响因素主要为施用肥料种类，包括氮肥、硫肥、有机肥、磷肥的施用。根据不同重金属的钝化调理技术规范进行相应的选择与剂量调整。11效果评估评估内容、评估流程参照DB44/T 2263.32020。以治理单元内稻米重金属含量与对照区的变化百分比、稻谷产量影响评价、土壤重金属有效态影响评价为主要评价指标；治理单元内稻米重金属含量超标率和土壤基本理化性质与土壤肥力影响评价为参考评价指标。DB44/T 227620217参考文献1NY/T 2271土壤调理剂效果试验和评价要求2NY/T 3034土壤调理剂通用要求3NY/T 3041生物炭基肥料4NY/T 3343耕地污染治理效果评价准则5NY/T 3443石灰质改良酸化土壤技术规范6DB44/T 2263.32020耕地土壤重金属污染风险管控与修复安全利用技术