技术领域
[0001] 本
发明涉及重金属污染
土壤修复治理领域，具体涉及一种植物联合原位修复重金属复合污染土壤的方法。
背景技术
[0002] 随着工业和经济的迅速发展，我国许多地区的土壤都不同程度地受到重金属污染，而且污染面积和污染程度有不断扩大趋势，据我国农业部的调查，我国遭受重金属污染的土地面积占污
水灌区总面积的64.8％。污染环境的镉主要来源于金属矿山、有色金属
冶炼、电
镀、
合金制造以及玻璃、陶瓷、油漆和颜料等企业单位所排放的
废水、废气和废渣之中。
[0003] 目前土壤重金属污染治理方法主要有物理工程措施、
生物措施、改良措施、农业措施四种。每种方法都存在其优缺点：用工程措施来治理重金属污染土壤，具有效果彻底、稳定等优点，但工程量大、治理
费用高和易引起土壤肥
力减弱。生物措施实施较简便、投资较少和对环境拢动少，但治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长)，不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)。而加入到修复现场土壤环境中的
微生物抗性差、难以很快适应，在土壤环境中的移动性能差，易受污染物毒性效应的抑制。用农业措施来治理重金属污染土壤，具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点，但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点。为促进重金属污染土壤修复技术在
净化重金属污染土壤中的应用，积极展开相关研究极为重要。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种工程量小、成本低、操作简单方便的重金属复合污染土壤的原位修复方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
[0006] 一种植物联合原位修复重金属复合污染土壤的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将土壤改性剂按1L/m2加入到受污染的土壤中，然后将土壤深翻20～25cm，使土壤改性剂与土壤充分
接触，保持4～5天对污染的土壤进行改性处理；
[0008] (2)将重
金属离子钝化剂与水按固液比1:10混合，然后按20kg/m2喷洒到土壤上进行修复处理；
[0009] (3)向处理过的土壤
施肥，100斤
有机肥/亩，然后将芦苇、蜈蚣草、鸭跖草、商陆、小鳞苔草、苎麻混种在受污染的土壤上，待植物生长4～6个月后连根拔除，晒干后置于密闭焚烧炉焚烧；
[0010] (4)将焚烧的植物灰烬加入到相对于灰烬5～7倍量的螯合剂溶液中，然后将加入螯合剂的植物灰烬置于含有
石墨电极的反应器中，通过石墨电极上的
吸附材料捕获从土壤中迁移而来的重金属污染物。
[0011] 进一步的，所述的土壤改性剂包括以下重量份的成分：4～9份聚丙酰胺、6～13份
膨润土、5～11份
高岭土、3～7份
脱硫石膏、4～9份
粉煤灰、6～15份炉渣粉末、7～10份草木灰、12～19份聚乙烯醇；所述的土壤改性剂的制备方法为将高岭土、脱硫石膏、粉煤灰、炉渣粉末、草木灰
粉碎至100～200目后混合，然后加入相对于混合物总量3～5倍的
磷酸钾溶液中，然后加入PH调节剂调节PH为7～8，再将所述重量份的聚乙烯醇加入其中，然后在超声环境中处理2～3h后获得土壤改性剂。利用土壤改性剂能增加土壤的酸
碱度，
固化土壤中有毒重金属元素，减少重金属元素被作物吸收。
[0012] 进一步的，所述的重金属离子钝化剂为：6～12份的纳米
石墨烯、15～21份的聚羟基烷酸酯、9～13份的
钛白粉、14～18份的微生物混合菌群、11～16份的果胶寡糖壳、7～16份的有机质腐植酸、5～9份的苦参碱、6～11份的蛇床子素、7～9份的
鱼藤酮、6～11份的百菌清依次加入到45～56份的水中，在1.8～5.8Mpa的压力下、800～1000r/min的搅拌速率下搅拌均匀，然后
冷冻干燥至
含水量低于3％，然后粉碎至100～200目，即得所述的重金属离子钝化剂。其中聚羟基烷酸酯与其他物质混合制备，利用聚羟基烷酸酯在土壤微生物作用下的缓慢降解，一方面可提供土壤微生物生长所需要的营养物质，促进土壤微生物对重金属的
离子化作用，另一方面通过缓慢降解而释放有机、无机营养物质，促进植物持续快速生长，提高土壤修复效率，实现土壤的原位修复。
[0013] 进一步的，所述的微生物混合菌群为硫细菌、硝化细菌、光合菌、芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、霉菌、
根际菌的随机混合得混合菌群。混合菌群能将土壤中各类微小颗粒粘接在一起，形成良好的团粒结构，以利于水、肥、气、热的自然流通，土壤就不会板结、沙化；同时又能保持土壤墒情、帮助微生物繁殖、增强土壤修复力量，还能归还土壤在种植过程中被产出物带走的大量养分。
[0014] 进一步的，所述的混种方式为：芦苇、商陆、苎麻隔行种植，相邻两种植物之间的行距为1～1.5m，每种植物相邻的两行是不同的植物，相同植物株距为0.4～0.6m，然后将蜈蚣草种在芦苇与商陆之间，将鸭跖草种植在商陆与苎麻之间，将小鳞苔草种植在苎麻与芦苇之间，株距都为0.2～0.4m。混种植物可以防止单一植物受环境因素变化、病虫害等影响处理效率。
[0015] 进一步的，所述的螯合剂为
乙二胺四乙酸、二甲基二硫代
氨基
甲酸锌、黄原酸酯三者中的任意一种或三者等量的组合物。
[0016] 进一步的，所述的石墨电极上的电极吸附材料为由沸石、
硅藻土、
活性炭、蛭石粉碎至100目后依次附着在石墨电极外的
支撑网上形成的，或者粉碎至100目后混合均匀后吸附在石墨电极外的支撑网上；其中沸石、
硅藻土、活性炭、蛭石的
质量比为2:2:5:3。
[0017] 本发明的有益效果体现在：本发明具有工程量少、成本低、操作简单方便等特点，能有效解决重金属污染土壤修复植物的安全处置问题，应用性强，且较容易实施，在重金属复合污染土壤原位修复安全处置领域中具有广阔市场前景；其中利用土壤改性的方法能固化土壤中有毒重金属元素，减少重金属元素被作物吸收，同时加入重金属离子钝化剂能降低重金属离子的生物活性，并且促进重金属离子的聚集，同时防止土壤板结沙化问题。
具体实施方式
[0018]
实施例1：本实施例提供一种植物联合原位修复重金属复合污染土壤的方法，所述的原位修复方法包括以下步骤：(1)将土壤改性剂按1L/m2加入到受污染的土壤中，然后将土壤深翻20cm，使土壤改性剂与土壤充分接触，保持4天对污染的土壤进行改性处理；(2)将重金属离子钝化剂与水按固液比1:10混合，然后按20kg/m2喷洒到土壤上进行修复处理；(3)向处理过的土壤施肥，100斤有机肥/亩，然后将芦苇、蜈蚣草、鸭跖草、商陆、小鳞苔草、苎麻混种在受污染的土壤上，待植物生长4个月后连根拔除，晒干后置于密闭焚烧炉焚烧；
(4)将焚烧的植物灰烬加入到相对于灰烬5倍量的螯合剂溶液中，然后将加入螯合剂的植物灰烬置于含有石墨电极的反应器中，通过石墨电极上的吸附材料捕获从土壤中迁移而来的重金属污染物。
[0019] 其中，所述的土壤改性剂包括以下重量份的成分：4份聚丙酰胺、6份膨润土、5份高岭土、3份脱硫石膏、4份粉煤灰、6份炉渣粉末、7份草木灰、12份聚乙烯醇；所述的土壤改性剂的制备方法为将高岭土、脱硫石膏、粉煤灰、炉渣粉末、草木灰粉碎至100目后混合，然后加入相对于混合物总量3倍的磷酸钾溶液中，然后加入PH调节剂调节PH为7，再将所述重量份的聚乙烯醇加入其中，然后在超声环境中处理2h后获得土壤改性剂。利用土壤改性剂能增加土壤的酸碱度，固化土壤中有毒重金属元素，减少重金属元素被作物吸收。
[0020] 其中，所述的重金属离子钝化剂为：6份的纳米石墨烯、15份的聚羟基烷酸酯、9份的钛白粉、14份的微生物混合菌群、11份的果胶寡糖壳、7份的有机质腐植酸、5份的苦参碱、6份的蛇床子素、7份的鱼藤酮、6份的百菌清依次加入到45份的水中，在1.8Mpa的压力下、
800r/min的搅拌速率下搅拌均匀，然后冷冻干燥至含水量低于3％，然后粉碎至100目，即得所述的重金属离子钝化剂。其中聚羟基烷酸酯与其他物质混合制备，利用聚羟基烷酸酯在土壤微生物作用下的缓慢降解，一方面可提供土壤微生物生长所需要的营养物质，促进土壤微生物对重金属的离子化作用，另一方面通过缓慢降解而释放有机、无机营养物质，促进植物持续快速生长，提高土壤修复效率，实现土壤的原位修复。
[0021] 其中，所述的微生物混合菌群为硫细菌、硝化细菌、光合菌、芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、霉菌、根际菌的随机混合得混合菌群。混合菌群能将土壤中各类微小颗粒粘接在一起，形成良好的团粒结构，以利于水、肥、气、热的自然流通，土壤就不会板结、沙化；同时又能保持土壤墒情、帮助微生物繁殖、增强土壤修复力量，还能归还土壤在种植过程中被产出物带走的大量养分。
[0022] 其中，所述的混种方式为：芦苇、商陆、苎麻隔行种植，相邻两种植物之间的行距为1m，每种植物相邻的两行是不同的植物，相同植物株距为0.4m，然后将蜈蚣草种在芦苇与商陆之间，将鸭跖草种植在商陆与苎麻之间，将小鳞苔草种植在苎麻与芦苇之间，株距都为
0.2m。混种植物可以防止单一植物受环境因素变化、病虫害等影响处理效率。
[0023] 其中，所述的螯合剂为乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸锌、黄原酸酯三者等量的组合物。
[0024] 其中，所述的石墨电极上的电极吸附材料为由沸石、硅藻土、活性炭、蛭石粉碎至100目后依次附着在石墨电极外的支撑网上形成的；其中沸石、硅藻土、活性炭、蛭石的质量比为2:2:5:3。
[0025] 实施例2：本实施例提供一种植物联合原位修复重金属复合污染土壤的方法，所述2
的原位修复方法包括以下步骤：(1)将土壤改性剂按1L/m加入到受污染的土壤中，然后将土壤深翻22.5cm，使土壤改性剂与土壤充分接触，保持4.5天对污染的土壤进行改性处理；
(2)将重金属离子钝化剂与水按固液比1:10混合，然后按20kg/m2喷洒到土壤上进行修复处理；(3)向处理过的土壤施肥，100斤有机肥/亩，然后将芦苇、蜈蚣草、鸭跖草、商陆、小鳞苔草、苎麻混种在受污染的土壤上，待植物生长5个月后连根拔除，晒干后置于密闭焚烧炉焚烧；(4)将焚烧的植物灰烬加入到相对于灰烬6倍量的螯合剂溶液中，然后将加入螯合剂的植物灰烬置于含有石墨电极的反应器中，通过石墨电极上的吸附材料捕获从土壤中迁移而来的重金属污染物。
[0026] 其中，所述的土壤改性剂包括以下重量份的成分：6.5份聚丙酰胺、9.5份膨润土、8份高岭土、5份脱硫石膏、6.5份粉煤灰、10.5份炉渣粉末、8.5份草木灰、15.5份聚乙烯醇；所述的土壤改性剂的制备方法为将高岭土、脱硫石膏、粉煤灰、炉渣粉末、草木灰粉碎至150目后混合，然后加入相对于混合物总量4倍的磷酸钾溶液中，然后加入PH调节剂调节PH为7.5，再将所述重量份的聚乙烯醇加入其中，然后在超声环境中处理2.5h后获得土壤改性剂。利用土壤改性剂能增加土壤的酸碱度，固化土壤中有毒重金属元素，减少重金属元素被作物吸收。
[0027] 其中，所述的重金属离子钝化剂为：9份的纳米石墨烯、18份的聚羟基烷酸酯、11份的钛白粉、16份的微生物混合菌群、13.5份的果胶寡糖壳、11.5份的有机质腐植酸、7份的苦参碱、8.5份的蛇床子素、8份的鱼藤酮、8.5份的百菌清依次加入到50.5份的水中，在3.8Mpa的压力下、900r/min的搅拌速率下搅拌均匀，然后冷冻干燥至含水量低于3％，然后粉碎至150目，即得所述的重金属离子钝化剂。其中聚羟基烷酸酯与其他物质混合制备，利用聚羟基烷酸酯在土壤微生物作用下的缓慢降解，一方面可提供土壤微生物生长所需要的营养物质，促进土壤微生物对重金属的离子化作用，另一方面通过缓慢降解而释放有机、无机营养物质，促进植物持续快速生长，提高土壤修复效率，实现土壤的原位修复。
[0028] 其中，所述的微生物混合菌群为硫细菌、硝化细菌、光合菌、芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、霉菌、根际菌的随机混合得混合菌群。混合菌群能将土壤中各类微小颗粒粘接在一起，形成良好的团粒结构，以利于水、肥、气、热的自然流通，土壤就不会板结、沙化；同时又能保持土壤墒情、帮助微生物繁殖、增强土壤修复力量，还能归还土壤在种植过程中被产出物带走的大量养分。
[0029] 其中，所述的混种方式为：芦苇、商陆、苎麻隔行种植，相邻两种植物之间的行距为1.25m，每种植物相邻的两行是不同的两种植物，相同植物株距为0.5m，然后将蜈蚣草种在芦苇与商陆之间，将鸭跖草种植在商陆与苎麻之间，将小鳞苔草种植在苎麻与芦苇之间，株距都为0.3m。混种植物可以防止单一植物受环境因素变化、病虫害等影响处理效率。
[0030] 其中，所述的螯合剂为乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸锌、黄原酸酯三者等量的组合物。
[0031] 其中，所述的石墨电极上的电极吸附材料为由沸石、硅藻土、活性炭、蛭石粉碎至100目后依次附着在石墨电极外的支撑网上形成的；其中沸石、硅藻土、活性炭、蛭石的质量比为2:2:5:3。
[0032] 实施例3：本实施例提供一种植物联合原位修复重金属复合污染土壤的方法，所述的原位修复方法包括以下步骤：(1)将土壤改性剂按1L/m2加入到受污染的土壤中，然后将土壤深翻25cm，使土壤改性剂与土壤充分接触，保持5天对污染的土壤进行改性处理；(2)将重金属离子钝化剂与水按固液比1:10混合，然后按20kg/m2喷洒到土壤上进行修复处理；(3)向处理过的土壤施肥，100斤有机肥/亩，然后将芦苇、蜈蚣草、鸭跖草、商陆、小鳞苔草、苎麻混种在受污染的土壤上，待植物生长6个月后连根拔除，晒干后置于密闭焚烧炉焚烧；
(4)将焚烧的植物灰烬加入到相对于灰烬7倍量的螯合剂溶液中，然后将加入螯合剂的植物灰烬置于含有石墨电极的反应器中，通过石墨电极上的吸附材料捕获从土壤中迁移而来的重金属污染物。
[0033] 其中，所述的土壤改性剂包括以下重量份的成分：9份聚丙酰胺、13份膨润土、11份高岭土、7份脱硫石膏、9份粉煤灰、15份炉渣粉末、10份草木灰、19份聚乙烯醇；所述的土壤改性剂的制备方法为将高岭土、脱硫石膏、粉煤灰、炉渣粉末、草木灰粉碎至200目后混合，然后加入相对于混合物总量5倍的磷酸钾溶液中，然后加入PH调节剂调节PH为8，再将所述重量份的聚乙烯醇加入其中，然后在超声环境中处理3h后获得土壤改性剂。利用土壤改性剂能增加土壤的酸碱度，固化土壤中有毒重金属元素，减少重金属元素被作物吸收。
[0034] 其中，所述的重金属离子钝化剂为：12份的纳米石墨烯、21份的聚羟基烷酸酯、13份的钛白粉、18份的微生物混合菌群、16份的果胶寡糖壳、16份的有机质腐植酸、9份的苦参碱、11份的蛇床子素、9份的鱼藤酮、11份的百菌清依次加入到56份的水中，在5.8Mpa的压力下、1000r/min的搅拌速率下搅拌均匀，然后冷冻干燥至含水量低于3％，然后粉碎至200目，即得所述的重金属离子钝化剂。其中聚羟基烷酸酯与其他物质混合制备，利用聚羟基烷酸酯在土壤微生物作用下的缓慢降解，一方面可提供土壤微生物生长所需要的营养物质，促进土壤微生物对重金属的离子化作用，另一方面通过缓慢降解而释放有机、无机营养物质，促进植物持续快速生长，提高土壤修复效率，实现土壤的原位修复。
[0035] 其中，所述的微生物混合菌群为硫细菌、硝化细菌、光合菌、芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、霉菌、根际菌的随机混合得混合菌群。混合菌群能将土壤中各类微小颗粒粘接在一起，形成良好的团粒结构，以利于水、肥、气、热的自然流通，土壤就不会板结、沙化；同时又能保持土壤墒情、帮助微生物繁殖、增强土壤修复力量，还能归还土壤在种植过程中被产出物带走的大量养分。
[0036] 其中，所述的混种方式为：芦苇、商陆、苎麻隔行种植，相邻两种植物之间的行距为1.5m，每种植物相邻的两行是不同的两种植物，相同植物株距为0.6m，然后将蜈蚣草种在芦苇与商陆之间，将鸭跖草种植在商陆与苎麻之间，将小鳞苔草种植在苎麻与芦苇之间，株距都为0.4m。混种植物可以防止单一植物受环境因素变化、病虫害等影响处理效率。
[0037] 其中，所述的螯合剂为乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸锌、黄原酸酯三者等量的组合物。
[0038] 其中，所述的石墨电极上的电极吸附材料为由沸石、硅藻土、活性炭、蛭石粉碎至100目后依次附着在石墨电极外的支撑网上形成的；其中沸石、硅藻土、活性炭、蛭石的质量比为2:2:5:3。
[0039] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
