重金属铜、铅污染钙质土壤的植物固定修复方法技术

本发明专利技术涉及一种重金属铜、铅污染钙质土壤的植物固定修复方法，该方法是指首先在重金属铜、铅污染钙质土壤上按照1.5×1.5m的密度、栽植穴深不低于0.8m种植乔木，并间作灌木和草本植物，构建乔灌草立体修复模式；然后对所述乔木按常规方法进行栽培；最后，当所述乔木生长到5~7年时按照用材目的对其进行间伐或者皆伐即可。本发明专利技术安全、绿色、无二次污染、容易被大众接受、能适用于面源污染修复，且能增加土壤有机质、提高土壤肥力和带来经济效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，该方法是指首先在重金属铜、铅污染钙质土壤上按照1.5×1.5m的密度、栽植穴深不低于0.8m种植乔木，并间作灌木和草本植物，构建乔灌草立体修复模式；然后对所述乔木按常规方法进行栽培；最后，当所述乔木生长到5~7年时按照用材目的对其进行间伐或者皆伐即可。本专利技术安全、绿色、无二次污染、容易被大众接受、能适用于面源污染修复，且能增加土壤有机质、提高土壤肥力和带来经济效益。【专利说明】
本专利技术涉及污染环境的植物修复技术，尤其涉及。
技术介绍
污水灌溉、污泥农用以及农药和化肥的大量施用导致了干旱区农田普遍受到了铜(Cu)、铅(Pb)等重金属的污染。根据环境保护部土壤状况调查结果，我国重金属污染耕地面积已达2000万hm2，其面积约占2012年国土资源部公布的我国现有耕地面积20.27亿亩的14.8%ο由此,我国每年因重金属污染而减产粮食超过1000万吨,造成的经济损失合计至少为200亿元。绿洲是干旱区工农业生产的基本单元，其面积仅占干旱区总面积的3?5%，但却养育了干旱区90%以上的人口，创造了 95%以上的工农业产值。我国干旱区矿产资源丰富，然而在矿产资源开发过程中矿区周围的绿洲农田普遍受到了重金属的严重污染。对于重金属污染农田，继续种植粮食作物或牧草会威胁到农产品安全；若弃耕土壤中的重金属会随风蚀、水蚀作用带来二次污染，同时还会威胁到我国18亿亩耕地红线。因此，开展干旱区重金属污染耕地的修复是当前亟待解决的环境问题。 植物修复是近年来兴起的一种重金属污染土壤修复技术，相比于传统的物理、化学修复技术如客土、填埋和淋洗而言，其具有经济、环境友好、不会破坏土壤性质、能够恢复和提高土壤质量等特点，是目前修复土壤面源污染尤其是重金属污染农田土壤的有效手段。植物提取和植物固定是植物修复的两个重要方面。然而，基于干旱区土壤碱性的pH和高的碳酸钙含量，干旱区土壤溶液中金属离子的含量通常较低，其进而限制了植物对土壤中重金属的提取修复。因此，考虑到干旱区土壤低的重金属生物有效性，植物固定是修复干旱区重金属污染土壤优先选择的技术。 乔灌草植物体系是一种乔木、灌木和草本植物通过不同比例和方式混交而形成的一种具有特定群落结构和功能的立体修复模式。和单一的乔木林相比，在生态功能方面，立体修复模式可以提高乔木的树高、胸径和林分生物量；改善土壤理化性质，增加表层土壤有机质和养分(N、P、K)的累积；提高土壤水分含量，使乔木根系分布更深、更均匀。在重金属固定修复方面，立体修复模式可以防止单一乔木林建立早期由风蚀、水蚀、淋滤等诱发的土壤扩散带来的重金属迁移；立体修复模式也更有利于通过根系的吸收和富集、根表的吸附或者根区的沉淀作用将重金属固定在土壤中。因此，开展重金属污染土壤的乔灌草立体修复模式研究具有重要的科学价值和现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种安全、绿色、无二次污染的。 为解决上述问题，本专利技术所述的，其特征在于:该方法是指首先在重金属铜、铅污染钙质土壤上按照1.5X 1.5 m的密度、栽植穴深不低于0.8 m种植乔木，并间作灌木和草本植物,构建乔灌草立体修复模式；然后对所述乔木按常规方法进行栽培；最后，当所述乔木生长到5?7年时按照用材目的对其进行间伐或者皆伐即可。 所述重金属铜、铅污染钙质土壤是指黑钙土、栗钙土、褐土、黑垆土、灰钙土、棕钙土中的一种。 所述乔木是指一年生青皮类型的新疆杨幼苗或白皮类型的新疆杨幼苗。 所述灌木是指白刺或沙棘。 所述草本植物为是指骆驼蒿、骆驼蓬、多裂骆驼蓬中的一种。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术采用的是乔灌草立体修复模式，3类植物拥有不同的生境，它们之间可以相互产生有益的影响，其中灌木和草本植物既可以在乔木林的建立初期肩负起抗风蚀和水蚀的作用，又可以在乔木林的生长过程中使乔木根系分布的更深、更均匀，进而防止由风蚀、水蚀、渗滤等诱发的土壤扩散带来的重金属二次污染。因此，这种立体修复模式十分适合干旱区重金属污染土壤的固定修复。 2、本专利技术所采用的乔灌草立体修复模式中3类植物都对重金属CiuPb具有很强的固定修复能力，加之干旱区钙质土壤中Cu、Pb的生物有效性本来就低，因此不需要额外投加石灰、磷酸盐、有机质、含铁矿物等土壤添加剂来抑制重金属的活性，因而这种立体修复模式是一种既安全又经济的修复技术。 3、本专利技术所采用的乔灌草立体修复模式属于原位修复技术，环境扰动小、前期投入低，加之所选用的乔木新疆杨在我国西北干旱区有广泛的种植且其同时兼具生态和经济价值，因而这种立体修复模式在干旱地区容易推广，能够被大众所接受，在修复污染土壤的同时还可以为农民带来收益，是一种“边生产边修复”技术，可保障污染土壤修复和利用的可持续性。 4、本专利技术安全、绿色、无二次污染、容易被大众接受、能适用于面源污染修复，且能增加土壤有机质、提高土壤肥力和带来经济效益。 【具体实施方式】 ，该方法是指首先在重金属铜、铅污染钙质土壤上按照1.5 X 1.5 m的密度、栽植穴深不低于0.8 m种植乔木，并通过种子撒播或者移栽幼苗间作灌木和草本植物，构建乔灌草立体修复模式；然后对所述乔木按常规方法进行栽培；最后，当所述乔木生长到5?7年时按照用材目的对其进行间伐或者皆伐即可。 其中:重金属铜、铅污染钙质土壤是指黑钙土、栗钙土、褐土、黑垆土、灰钙土、棕钙土中的一种。 乔木是指一年生青皮类型的新疆杨幼苗或白皮类型的新疆杨幼苗。 灌木是指白刺或沙棘。 草本植物为是指骆驼蒿、骆驼蓬、多裂骆驼蓬中的一种。 应用实例I试验地点位于甘肃省白银市白银区(103。53' 24''?104。24' 55' ' E，36。14' 38?36。47' 29' ' N)，该地区是我国重要的以Cu资源为主的资源型城市，也是上世纪50年代国家重点建设的老工业基地之一。该区地处大陆腹地，为中温带大陆性干旱、半荒漠气候区，土壤为灰钙土，黄土是其成土母质。 在资源开发过程中，矿区周围的农田普遍受到了 Cu、Pb等重金属的严重污染，导致粮食减产，并对动物和人体健康构成了威胁。因此，当地农民转变了该区域重金属污染农田的种植结构，不再种植小麦、玉米等粮食作物，改种了杨树等生物能源植物。经过多年的发展，逐渐形成了 “新疆杨-白刺-骆驼蓬”的植物群落结构。 采用随机采样的方法，分别采集了上述污染土壤上生长的新疆杨、白刺和骆驼蓬3种植物，每种植物都采集其全株，分别采集了 5株。根据树龄将新疆杨划分为3年、5年和7年三类，分别加以采集。采集植物的同时，也同时采集植物根区和裸地土壤，和植物一起带回实验室进行下一步的处理和分析。 ⑴乔灌草植物体系对土壤质量的恢复(参见表1): 表1乔灌草植物体系对土壤理化性质的影响 【权利要求】1.，其特征在于:该方法是指首先在重金属铜、铅污染钙质土壤上按照1.5X1.5 m的密度、栽植穴深不低于0.8 m种植乔木，并间作灌木和草本植物，构建乔灌草立体修复模式；然后对所述乔木按常规方法进行栽培；最后，当所述乔木生长到5?7年时按照用材目的对其进行间伐或者皆伐即可。2.如权利要求1所述的，其特征在于:所述重金属铜、铅本文档来自技高网...

【技术保护点】
重金属铜、铅污染钙质土壤的植物固定修复方法，其特征在于：该方法是指首先在重金属铜、铅污染钙质土壤上按照1.5×1.5 m的密度、栽植穴深不低于0.8 m种植乔木，并间作灌木和草本植物，构建乔灌草立体修复模式；然后对所述乔木按常规方法进行栽培；最后，当所述乔木生长到5~7年时按照用材目的对其进行间伐或者皆伐即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚虎，苏洁琼，南忠仁，刘冲，李虎，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62