生物修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了生物修复重金属污染土壤的方法，包括：（1）人工清除待修复重金属污染土壤的杂草、灌木，秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥，深耕，使土壤风化，冻死越冬害虫，土地耕透耙碎；（2）春季土壤解冻后平均气温达到10℃以上时，移栽木本速生乔木竹柳；（3）移栽后，气温达到15℃以上时，引入蚯蚓修复，之后收集蚯蚓；（4）在蚯蚓修复过程中的第一次收集蚯蚓后，引入海州香薷和鸭跖草，之后将海州香薷植株和鸭跖草连根整体移除；（5）第二年春季，重新引入蚯蚓、海州香薷和鸭跖草，引入前，施足有机农杂肥，土地耕透耙碎，重复前面过程。本发明专利技术采用动物和植物联合作用，实现对土壤的修复，经济环保，修复效率高，易于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境保护土壤污染治理领域，特别是涉及一种生物修复重金属污染土 壤的方法。
技术介绍
土壤重金属污染是指由于人类活动使重金属进入到土壤中，致使土壤中重金属含 量明显高于原生含量并造成生态环境质量恶化的现象。由于重金属离子的移动性差，长期 滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时通过食物链最终进入 人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高，生 态环境保护日趋受到重视，国家对污染土壤治理和修复的人力和物力的投入逐年增加，土 壤污染物的去除以及修复问题，已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是 近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术，与同传统处理技术相比具有明显优 势。生物修复技术是指利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物质的浓度或使 其完全无害化，从而使被污染土壤环境能够部分或完全地恢复到初始状态的过程。根据修 复主体可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大类。根据修复对象可将生 物修复分为土壤生物修复、河流生物修复、湖泊生物修复、海洋生物修复、地下水生物修复、 大气生物修复、矿区生物修复、垃圾场生物修复等。自然的生物修复过程一般较慢，难于实 际应用，因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复。 公布号CN 102764757 A (申请号201210273571. 3)的中国专利文献公开了一种 矿区重金属污染土壤的生物修复方法，撒施农家肥、过磷酸钙和鼠李糖脂，并结合紫花苜蓿 和羊草种子来对矿区重金属污染土壤重金属吸附和吸收，以减少重金属残留。公布号CN 102553904 A (申请号201210014161. 7)的中国专利文献公开了一种重金属污染土壤的生 物修复方法，采用动物、植物和微生物联合作用，以实现对重金属污染土壤的修复。公布号 CN 101947539 A (申请号201010248855. 8)的中国专利文献公开了一种处理重金属污染物 的土壤修复方法，针对污染程度不同的土壤选用不同的处理方法，重度污染土壤的土壤修 复方法是先进行化学淋洗，再进行蚯蚓富集修复和植物修复；中度污染土壤的土壤修复方 法是蚯蚓富集修复和植物修复，轻微污染土壤的土壤修复方法为植物修复。 生物修复法是一种原位修复，成本低，效果好，易于操作，日益受到人们的重视，成 为污染土壤修复研究的热点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种重金属污染土壤的生物修复方法，该方法成本低，操作简单，修 复效果好，绿色环保且易于大范围推广。 本专利技术的技术方案是： ，步骤如下： (1)选定待修复的重金属污染土壤，人工清除杂草、灌木，秋末冬初时节施足腐熟有机 农杂肥，深耕，使土壤风化，冻死越冬害虫，土地耕透耙碎； (2) 春季土壤解冻后平均气温达到10°C以上时，移栽具有富集重金属能力的木本速生 乔木竹柳； (3) 移栽完成后，在气温达到15°C以上时，引入蚯蚓修复过程，之后收集蚯蚓； (4) 在蚯蚓修复过程中的第一次收集蚯蚓后，引入对Cu2+具有超积累作用、生长速度快 的草本植物海州香薷和鸭跖草，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将海州香薷植株 和鸭跖草连根整体移除； (5) 第二年春季修复地重新引入蚯蚓、海州香薷和鸭跖草，修复地引入蚯蚓前，施足有 机农杂肥，土地耕透耙碎，时间和方法同上，整个修复过程为第一年3月至第二年11月，共 20个月的时间，在污染土壤修复开始前及修复过程中的第4个月、8个月、16个月和第20个 月（即修复过程的第一年7月、11月、第二年7月、11月）各采样1次，用于了解土壤修复进 展情况。 所述的生物修复方法，步骤（1)秋末冬初时节按400-800公斤/亩的用量施足腐熟 有机农杂肥(优选的，按500-700公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥；更加优选的，按600 公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥)。 所述的生物修复方法，步骤（1)深耕35?55cm (优选的，深耕40?50cm，更加优 选的，深耕45cm)。 所述的生物修复方法，步骤（2)所述移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木竹 柳是指，采用隔行穴植的方式移栽竹柳一年生幼苗，行距2. 5-3. 5米，株距1. 2-1. 8米(优选 的，行距3米，株距1. 5米)，挖穴定植，穴径为0. 5~0. 8米，穴深0. 4~0. 6米。 所述的生物修复方法，移栽后，灌一次透水，使苗木根系与土壤结合更紧密，灌水 后随即培一层薄土，防治土壤板结和干裂，以后结合天气情况，及时浇水，避免干旱，5月中 下旬飞月苗木的根系生长较快，因此在5月中上旬给苗木追肥，在离苗木2(T30cm处挖半 月形沟，按每亩施尿素20 kg、过磷酸钙30 kg的量追肥；6月中下旬苗木开始进入速生期， 每亩施尿素30 kg或碳酸氢铵100 kg加过磷酸钙30 kg，7月中下旬~8月底，是苗木的速 生期，需每亩追施氯化钾等钾肥20 kg,施肥时结合天气适当灌水。 所述的生物修复方法，步骤（3)所述蚯蚓修复过程，是将土壤灌溉湿润后，投放太 平二号蚯蚓，投放密度为0. 5-2. 0 kg/m2,蚯蚓通过不停地蠕动摄食，连带泥土摄入体内，使 得重金属在体内停留和富集，修复期间夏天高温天气每天至少洒一次水，并覆盖稻草保湿； 春秋季节4飞天洒水一次，洒出的水要匀、细、冲力小，夏季一个月收集一次成蚓，春秋季节 每一个半月收集一次成蚓，蚯蚓收集后原土回圃，并投放一定量的蚓种，使土壤中蚓种数量 与第一期投放量相等，同时，一个处理周期添加一次有机肥，添加量为20?25 kg/m2,进入 秋末冬初温度低于1(TC后将所有的蚯蚓收集。 所述的生物修复方法，太平二号蚯蚓投放密度为0.8-1. 5 kg/m2 (优选的，投放密 度为 1 kg/m2)。 所述的生物修复方法，采用自然光照收集法收集蚓体：使用小钉耙，铲出土壤上层 20cm厚的蚓床土壤，疏松后堆放在塑料薄膜上，蚯蚓怕光，会逐渐下移至塑料薄膜，将表层 土壤逐渐刮掉放回蚓床，最后通过过筛法收集蚓体。 所述的生物修复方法，步骤（4)采用间隔条植的方式，将海州香薷幼苗和鸭跖草幼 苗移栽至进行蚯蚓修复的土壤中，海州香薷幼苗按50cmX 25cm的株行距移栽，鸭跖草幼苗 按13cmX9cm的株行距扦插在海州香薷的间隙，移栽后适时浇水；在第二次收集蚯蚓时，刘 割鸭跖草，以后每收集一次蚯蚓，刘割一次鸭跖草；在8、9月份盛花期时将海州香薷植株连 根整体移除，在秋末冬初季节最后一次收集蚯蚓时，将鸭跖草植株连根整体移除。 本专利技术所用原料的功效分别为： 蚯蚓为对环节动物门寡毛纲类动物，土壤动物，蚯蚓可使土壤疏松、改良土壤、提高肥 力，促进农业增产，因此，被称之为改良土壤的能手。蚯蚓不仅可以改善土壤结构和肥力、 促进植物根系生长，还可通过体外分泌物和蚓粪提高土壤微生物的数量和活性，蚯蚓已被 成功运用于城市生活垃圾、污泥处理中。英国《每日电讯报》报道，英国科学家在英国一处 废弃的矿井中发现了一种能吃金属的蚯蚓，可以帮助人类更加有效地消除土壤污染。 鸭跖草为鸭跖草科一年生草本，叶形为披针形至卵状披针形本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物修复重金属污染土壤的方法，其特征是，步骤如下：（1）选定待修复的重金属污染土壤，人工清除杂草、灌木，秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥，深耕，使土壤风化，冻死越冬害虫，土地耕透耙碎；（2）春季土壤解冻后平均气温达到10℃以上时，移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木竹柳；（3）移栽完成后，在气温达到15℃以上时，引入蚯蚓修复过程，之后收集蚯蚓；（4）在蚯蚓修复过程中的第一次收集蚯蚓后，引入对Cu2+ 具有超积累作用、生长速度快的草本植物海州香薷和鸭跖草，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将海州香薷植株和鸭跖草连根整体移除；（5）第二年春季修复地重新引入蚯蚓、海州香薷和鸭跖草，修复地引入蚯蚓前，施足有机农杂肥，土地耕透耙碎，时间和方法同上，整个修复过程为第一年3月至第二年11月，共20个月的时间，在污染土壤修复开始前及修复过程中的第4个月、8个月、16个月和第20个月（即修复过程的第一年7月、11月、第二年7月、11月）各采样1次，用于了解土壤修复进展情况。

【技术特征摘要】
1. 生物修复重金属污染土壤的方法，其特征是，步骤如下： (1) 选定待修复的重金属污染土壤，人工清除杂草、灌木，秋末冬初时节施足腐熟有机 农杂肥，深耕，使土壤风化，冻死越冬害虫，土地耕透耙碎； (2) 春季土壤解冻后平均气温达到10°C以上时，移栽具有富集重金属能力的木本速生 乔木竹柳； (3) 移栽完成后，在气温达到15°C以上时，引入蚯蚓修复过程，之后收集蚯蚓； (4) 在蚯蚓修复过程中的第一次收集蚯蚓后，引入对Cu2+具有超积累作用、生长速度快 的草本植物海州香薷和鸭跖草，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将海州香薷植株 和鸭跖草连根整体移除； (5) 第二年春季修复地重新引入蚯蚓、海州香薷和鸭跖草，修复地引入蚯蚓前，施足有 机农杂肥，土地耕透耙碎，时间和方法同上，整个修复过程为第一年3月至第二年11月，共 20个月的时间，在污染土壤修复开始前及修复过程中的第4个月、8个月、16个月和第20个 月（即修复过程的第一年7月、11月、第二年7月、11月）各采样1次，用于了解土壤修复进 展情况。2. 根据权利要求1所述的生物修复方法，其特征是，步骤（1)秋末冬初时节按400-800 公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥(优选的，按500-700公斤/亩的用量施足腐熟有机农 杂肥；更加优选的，按600公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥)。3. 根据权利要求1所述的生物修复方法，其特征是，步骤（1)深耕35?55cm (优选的， 深耕40?50cm，更加优选的，深耕45cm)。4. 根据权利要求1所述的生物修复方法，其特征是，步骤（2)所述移栽具有富集重金 属能力的木本速生乔木竹柳是指，采用隔行穴植的方式移栽竹柳一年生幼苗，行距2. 5-3. 5 米，株距1. 2-1. 8米(优选的，行距3米，株距1. 5米)，挖穴定植，穴径为0. 5~0. 8米，穴深 0· 4?0· 6 米。5. 根据权利要求4所述的生物修复方法，其特征是，移栽后，灌一次透水，使苗木根系 与土壤结合更紧密，灌水后随即培一层薄土，防治土壤板结和干裂，以后结合天气情况，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵连祺，
申请(专利权)人：赵连祺，
类型：发明
国别省市：山东;37