技术领域
[0001] 本
发明属于环境保护技术领域，具体是涉及一种重金属污染土壤的多级修复方法。
背景技术
[0002] 我国作为农业大国，农业用地面积约9572万公顷，占世界耕地总面积的7.7％，随着现代农业技术的发展，中国早已摆脱了靠天吃饭的农业生产模式，科技的进步带来的新兴农业生产模式为我国的经济发展带来了大的突破，但随之引起的土壤环境问题也日益严重，包括化肥的盲目使用，工业发展污染物的间接作用，都使土壤环境遭遇着严峻的考验。土壤重金属污染问题已成为全球性环境问题，且其隐蔽性好和周期性长，对环境
生态系统构成巨大的威胁，不仅可导致
农作物的产量和品质的下降，还会通过食物的传导影响人类的健康。据统计，我国受重金属Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb等的污染土壤面积已达两千多万公顷，其每年造成的粮食污染严重影响着人民的生命安全和我国的经济发展。
[0003] 近年来，我国对污染土壤的治理越来越重视，目前的治理方法主要有将重金属从土壤中去除及改变重金属在土壤中的价态和形态，以降低其
迁移性和
生物有效性，包括
化学修复法、
生物修复法和
植物修复法等，虽然都具有一定的修复效果，但是同时也带来一些附加的问题，化学修复法容易带来二次污染，单纯的生物修复法和植物修复法修复效率过低，尤其是对中重度污染的土壤，故需一种能有效，二次污染小，去除率高的修复技术方法来实现土壤重金属污染的修复。
发明内容
[0004] 本发明解决的技术问题是提供一种重金属污染土壤的多级修复方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种重金属污染土壤的多级修复方法，包括以下步骤：
[0007] (1)使用植物修复技术进行重金属吸收，具体操作如下：先对土壤进行松土翻耕，每间隔1米处挖下深坑，坑深10-15cm，选取对重金属有较强富集能
力的植物进行
幼苗培育后，栽入深坑中,浇
水灌溉，
幼苗生长期注意病虫害的防治，并定期除去
杂草，在其生长进入幼苗稳定期后开始向土壤中施加螯合剂，每间隔30-50天浇灌一次螯合剂，待植物生长成熟后将其收割，连续种植2年，完成一级修复；
[0008] (2)再对土壤中残留重金属进行
钝化处理，所述处理方法为施用钝化剂，进行二级修复，经二级修复后的土壤可直接用于农用；所述钝化剂主要是由以下重量份的成分组成：
生物炭30-50份、
有机肥28-46份、动物骨粉25-43份、改性秸秆22-40份、生石灰12-27份。
[0009] 进一步地，所述步骤(2)中钝化剂的制备方法为：
[0010] a.将所述有机肥进行有害物质除杂处理：收集新鲜动物
粪便，加四倍量水稀释后，以8-10倍量的浓度为70％的丙
酮回流提取1h，滤
膜过滤后弃去滤液，得到滤渣，备用；
[0011] b.取动物骨头将其
粉碎处理后煮沸5h，高温烘干后用
球磨机研磨成粉，过160-200目筛，备用；
[0012] c.所述改性秸秆是取玉米秸秆，花生秸秆，
棉花秸秆，将其以:2：1.5:2的比例混合干燥处理后粉碎成渣状，将其用五倍量的
质量浓度为21％的
氨水浸渍10h，并在最后6min采用功率为550W的
微波照射，之后再用去离子水洗脱至pH在7-7.5之间即可，烘干处理后，即得改性秸秆，备用；
[0013] d.将上述生物炭、有机肥、动物骨粉、改性秸秆、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中进行沤肥30-40h，即为所述用于钝化土壤中重金属的钝化剂。
[0014] 进一步地，所述有机肥为来自动物养殖场的
牛粪、鸡粪、羊粪、猪粪，可以任意比例混合使用，动物新鲜粪便中含有对土壤造成二次污染的有害物质，故在粪便使用前需对其进行除杂处理，处理方法为步骤(1)中a所示。
[0015] 进一步地，所述植物修复技术中种植的植物为印度芥菜和拟南芥。对重金属具有较高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金属土壤的修复。
[0016] 进一步地，所述螯合剂为S,S-乙二胺二
琥珀酸、
柠檬酸和EDTA的混合使用，使用质量比例为：7:3:1，添加螯合剂时，先加入柠檬酸，其对土壤pH影响不大，3小时后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，无二次污染的优点，再4小时后加入EDTA，活化能力强，其使用量的控制可减少土壤的二次污染。
[0017] 进一步地，所述螯合剂的浓度为15-20mmol/kg，调节pH控制在4-6，此范围可实现对重金属的最优吸收。
[0018] 进一步地，所述钝化剂主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金属的土壤的钝化和修复。
[0019] 进一步地，所述印度芥菜为转基因印度芥菜，是将动物体内的金属硫蛋白多肽通过转基因技术转入印度芥菜中，可提高其对金属的吸收能力。
[0020] 进一步地，所述印度芥菜和拟南芥轮替种植一轮，先种植印度芥菜，待其收割后再种植拟南芥，可对土壤中多种重金属进行吸收，
土壤污染处理效果更佳。
[0021] 进一步地，所述多级修复方法主要针对中重度重金属污染的土壤。
[0022] 本发明的有益效果是：本发明采用多级修复方法修复重金属污染土壤，主要适用于中重度污染土壤，先用植物修复技术进行重金属吸收，通过种植重金属富集能力强的植物再配合螯合剂的使用，可有效吸收土壤中的重金属，再用钝化剂对污染土壤进行钝化处理，所述钝化剂
稳定性好，可有效降低重金属的迁移和生物有效性，两种方法配合使用，可将重金属对土壤和作物的影响降低到最小程度。
具体实施方式
[0024] 一种重金属污染土壤的多级修复方法，包括以下步骤：
[0025] (1)使用植物修复技术进行重金属吸收，具体操作如下：先对土壤进行松土翻耕，每间隔1米处挖下深坑，坑深10cm，选取对重金属有较强富集能力的植物进行幼苗培育后，栽入深坑中,浇水灌溉，幼苗生长期注意病虫害的防治，并定期除去杂草，在其生长进入幼苗稳定期后开始向土壤中施加螯合剂，每间隔30天浇灌一次螯合剂，待植物生长成熟后将其收割，连续种植2年，完成一级修复；
[0026] (2)再对土壤中残留重金属进行钝化处理，所述处理方法为施用钝化剂，进行二级修复，经二级修复后的土壤可直接用于农用；所述钝化剂主要是由以下重量份的成分组成：生物炭30份、有机肥28份、动物骨粉25份、改性秸秆22份、生石灰12份。
[0027] 所述钝化剂的制备方法为：
[0028] a.将所述有机肥进行有害物质除杂处理：收集新鲜动物粪便，加四倍量水稀释后，以8倍量的浓度为70％的丙酮回流提取1h，滤膜过滤后弃去滤液，得到滤渣，备用；
[0029] b.取动物骨头将其粉碎处理后煮沸5h，高温烘干后用球磨机研磨成粉，过160目筛，备用；
[0030] c.所述改性秸秆是取玉米秸秆，花生秸秆，棉花秸秆，将其以2：1.5:2的比例混合干燥处理后粉碎成渣状，将其用五倍量的质量浓度为21％的氨水浸渍10h，并在最后6min采用功率为550W的微波照射，之后再用去离子水洗脱至pH在7即可，烘干处理后，即得改性秸秆，备用；
[0031] d.将上述生物炭、有机肥、动物骨粉、改性秸秆、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中进行沤肥30h，即为所述用于钝化土壤中重金属的钝化剂。
[0032] 其中，所述有机肥为来自动物养殖场的牛粪、鸡粪、羊粪、猪粪，可以任意比例混合使用，动物新鲜粪便中含有对土壤造成二次污染的有害物质，故在粪便使用前需对其进行除杂处理，处理方法为步骤(1)中a所示；所述植物修复技术中种植的植物为印度芥菜和拟南芥。对重金属具有较高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金属土壤的修复；所述螯合剂为S,S-乙二胺二琥珀酸、柠檬酸和EDTA的混合使用，使用质量比例为：7:3:1，添加螯合剂时，先加入柠檬酸，其对土壤pH影响不大，3小时后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，无二次污染的优点，再4小时后加入EDTA，活化能力强，其使用量的控制可减少土壤的二次污染；所述螯合剂的浓度为15mmol/kg，调节pH控制在4，此范围可实现对重金属的最优吸收；所述钝化剂主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金属的土壤的钝化和修复；
所述印度芥菜为转基因印度芥菜，是将动物体内的金属硫蛋白多肽通过转基因技术转入印度芥菜中，可提高其对金属的吸收能力；所述印度芥菜和拟南芥轮替种植一轮，先种植印度芥菜，待其收割后再种植拟南芥，可对土壤中多种重金属进行吸收，土壤污染处理效果更佳；所述多级修复方法主要针对中重度重金属污染的土壤。
[0033] 实施例2：
[0034] 一种重金属污染土壤的多级修复方法，包括以下步骤：
[0035] (1)使用植物修复技术进行重金属吸收，具体操作如下：先对土壤进行松土翻耕，每间隔1米处挖下深坑，坑深12.5cm，选取对重金属有较强富集能力的植物进行幼苗培育后，栽入深坑中,浇水灌溉，幼苗生长期注意病虫害的防治，并定期除去杂草，在其生长进入幼苗稳定期后开始向土壤中施加螯合剂，每间隔40天浇灌一次螯合剂，待植物生长成熟后将其收割，连续种植2年，完成一级修复；
[0036] (2)再对土壤中残留重金属进行钝化处理，所述处理方法为施用钝化剂，进行二级修复，经二级修复后的土壤可直接用于农用；所述钝化剂主要是由以下重量份的成分组成：生物炭40份、有机肥37份、动物骨粉34份、改性秸秆31份，生石灰19.5份。
[0037] 所述钝化剂的制备方法为：
[0038] a.将所述有机肥进行有害物质除杂处理：收集新鲜动物粪便，加四倍量水稀释后，以9倍量的浓度为70％的丙酮回流提取1h，滤膜过滤后弃去滤液，得到滤渣，备用；
[0039] b.取动物骨头将其粉碎处理后煮沸5h，高温烘干后用球磨机研磨成粉，过180目筛，备用；
[0040] c.所述改性秸秆是取玉米秸秆，花生秸秆，棉花秸秆，将其以2：1.5:2的比例混合干燥处理后粉碎成渣状，将其用五倍量的质量浓度为21％的氨水浸渍10h，并在最后6min采用功率为550W的微波照射，之后再用去离子水洗脱至pH在7.3即可，烘干处理后，即得改性秸秆，备用；
[0041] d.将上述生物炭、有机肥、动物骨粉、改性秸秆、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中进行沤肥35h，即为所述用于钝化土壤中重金属的钝化剂。
[0042] 其中，所述有机肥为来自动物养殖场的牛粪、鸡粪、羊粪、猪粪，可以任意比例混合使用，动物新鲜粪便中含有对土壤造成二次污染的有害物质，故在粪便使用前需对其进行除杂处理，处理方法为步骤(1)中a所示；所述植物修复技术中种植的植物为印度芥菜和拟南芥。对重金属具有较高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金属土壤的修复；所述螯合剂为S,S-乙二胺二琥珀酸、柠檬酸和EDTA的混合使用，使用质量比例为：7:3:1，添加螯合剂时，先加入柠檬酸，其对土壤pH影响不大，3小时后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，无二次污染的优点，再4小时后加入EDTA，活化能力强，其使用量的控制可减少土壤的二次污染；所述螯合剂的浓度为17.5mmol/kg，调节pH控制在5，此范围可实现对重金属的最优吸收；所述钝化剂主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金属的土壤的钝化和修复；所述印度芥菜为转基因印度芥菜，是将动物体内的金属硫蛋白多肽通过转基因技术转入印度芥菜中，可提高其对金属的吸收能力；所述印度芥菜和拟南芥轮替种植一轮，先种植印度芥菜，待其收割后再种植拟南芥，可对土壤中多种重金属进行吸收，土壤污染处理效果更佳；所述多级修复方法主要针对中重度重金属污染的土壤。
[0043] 实施例3：
[0044] 一种重金属污染土壤的多级修复方法，包括以下步骤：
[0045] (1)使用植物修复技术进行重金属吸收，具体操作如下：先对土壤进行松土翻耕，每间隔1米处挖下深坑，坑深15cm，选取对重金属有较强富集能力的植物进行幼苗培育后，栽入深坑中,浇水灌溉，幼苗生长期注意病虫害的防治，并定期除去杂草，在其生长进入幼苗稳定期后开始向土壤中施加螯合剂，每间隔50天浇灌一次螯合剂，待植物生长成熟后将其收割，连续种植2年，完成一级修复；
[0046] (2)再对土壤中残留重金属进行钝化处理，所述处理方法为施用钝化剂，进行二级修复，经二级修复后的土壤可直接用于农用；所述钝化剂主要是由以下重量份的成分组成：生物炭50份、有机肥46份、动物骨粉43份、改性秸秆40份，生石灰27份。
[0047] 所述钝化剂的制备方法为：
[0048] a.将所述有机肥进行有害物质除杂处理：收集新鲜动物粪便，加四倍量水稀释后，以10倍量的浓度为70％的丙酮回流提取1h，滤膜过滤后弃去滤液，得到滤渣，备用；
[0049] b.取动物骨头将其粉碎处理后煮沸5h，高温烘干后用球磨机研磨成粉，过200目筛，备用；
[0050] c.所述改性秸秆是取玉米秸秆，花生秸秆，棉花秸秆，将其以2：1.5:2的比例混合干燥处理后粉碎成渣状，将其用五倍量的质量浓度为21％的氨水浸渍10h，并在最后6min采用功率为550W的微波照射，之后再用去离子水洗脱至pH在7.5即可，烘干处理后，即得改性秸秆，备用；
[0051] d.将上述生物炭、有机肥、动物骨粉、改性秸秆、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中进行沤肥40h，即为所述用于钝化土壤中重金属的钝化剂。
[0052] 其中，所述有机肥为来自动物养殖场的牛粪、鸡粪、羊粪、猪粪，可以任意比例混合使用，动物新鲜粪便中含有对土壤造成二次污染的有害物质，故在粪便使用前需对其进行除杂处理，处理方法为步骤(1)中a所示；所述植物修复技术中种植的植物为印度芥菜和拟南芥。对重金属具有较高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金属土壤的修复；所述螯合剂为S,S-乙二胺二琥珀酸、柠檬酸和EDTA的混合使用，使用质量比例为：7:3:1，添加螯合剂时，先加入柠檬酸，其对土壤pH影响不大，3小时后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，无二次污染的优点，再4小时后加入EDTA，活化能力强，其使用量的控制可减少土壤的二次污染；所述螯合剂的浓度为20mmol/kg，调节pH控制在6，此范围可实现对重金属的最优吸收；所述钝化剂主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金属的土壤的钝化和修复；
所述印度芥菜为转基因印度芥菜，是将动物体内的金属硫蛋白多肽通过转基因技术转入印度芥菜中，可提高其对金属的吸收能力；所述印度芥菜和拟南芥轮替种植一轮，先种植印度芥菜，待其收割后再种植拟南芥，可对土壤中多种重金属进行吸收，土壤污染处理效果更佳；所述多级修复方法主要针对中重度重金属污染的土壤。
[0053] 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。
