一种修复设施蔬菜地土壤重金属微污染的方法技术

本发明专利技术公开一种修复设施蔬菜地土壤重金属微污染的方法。利用黑麦草对设施蔬菜地重金属微污染土壤进行植物修复，降低土壤中的重金属总量；利用生物炭在蔬菜正常种植过程中降低设施蔬菜地土壤中重金属的生物有效性。生物炭为竹材加工剩余物、秸秆、稻壳等农业有机废弃物在缺氧的条件下经500～700℃热解碳化的到的固体产物，用粉碎机粉碎，过20目筛制得。本发明专利技术经济有效、实施简单、不易造成二次污染、原料充足且价格低廉，不仅适用于蔬菜公司，也适合农民家用；根据实际污染状况和植物修复效果调节生物炭和有机肥的施用量，完善土壤重金属修复效果，降低成本；在达到修复重金属污染的同时，改善土壤质量，促进农田养分的自然循环。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开。利用黑麦草对设施蔬菜地重金属微污染土壤进行植物修复，降低土壤中的重金属总量；利用生物炭在蔬菜正常种植过程中降低设施蔬菜地土壤中重金属的生物有效性。生物炭为竹材加工剩余物、秸秆、稻壳等农业有机废弃物在缺氧的条件下经500～700℃热解碳化的到的固体产物，用粉碎机粉碎，过20目筛制得。本专利技术经济有效、实施简单、不易造成二次污染、原料充足且价格低廉，不仅适用于蔬菜公司，也适合农民家用；根据实际污染状况和植物修复效果调节生物炭和有机肥的施用量，完善土壤重金属修复效果，降低成本；在达到修复重金属污染的同时，改善土壤质量，促进农田养分的自然循环。【专利说明】
本专利技术属于重金属土壤生态修复
，涉及一种修复设施蔬菜地土壤重金属 微污染的方法，具体为黑麦草植物修复结合生物炭钝化治理设施蔬菜地重金属微污染土壤 的方法。 技术背景 蔬菜作为农产品的重要组成部分，是人们生活不可缺少的必需品，优质、安全的蔬 菜的生产是城市菜篮子工程上新台阶的重要标志之一。近年来随着我国农业结构的调整， 设施蔬菜种植飞速发展，有关设施蔬菜地土壤障碍因子的报道日渐增多。其中土壤环境的 重金属污染被世界各国所关注，已成为当今生态农业与可持续农业发展中亟待解决的一个 重要课题。蔬菜对某些重金属元素有一定的富集能力，存在于土壤中的重金属污染，可以通 过污染蔬菜进入食物链，进而进入人体，导致慢性中毒，威胁人类健康。农产品中的重金属 残留与土壤污染有着密切的关系，土壤是影响农产品质量安全的源头因素。2011年3月国 务院正式批复了国家环境保护局提出的《重金属综合防治"十二五"规划》。 目前，造成设施蔬菜地土壤重金属污染的因素主要有3类：一是大气沉降；二是污 水灌溉；三是粗犷的土地管理方式。土壤重金属污染的修复主要有物理修复、化学修复和生 物修复（包括植物修复、微生物修复）等方式。物理修复主要有客土法、物理分离技术、电 动修复技术等。化学修复主是向土壤中添加磷酸盐类沉淀剂或通过调节土壤PH达到钝化 重金属污染物的效果。上述修复技术主要应用于污染情况较为严重的土壤，需耗费大量的 人力、物力，经济成本较高。微污染土壤是指重金属污染尼梅罗指数介于0. 7?2之间的土 壤。不当的农业管理措施，如过量的施用肥料、农药、生长助剂等是造成土壤微污染最主要 原因。对于微污染的蔬菜地土壤，物理修复和化学修复经济成本较高，有造成二次污染的风 险，有可能破坏原有土壤结构和微生物区系。生物修复中植物修复土壤重金属的研究比较 广泛，价格较为低廉，操作简单，环境友好度较高，有更好的应用前景。 植物修复是利用植物和土壤微生物减少重金属污染或重金属的环境毒性的方法， 是一种经济有效的、环境友好型的且为公众接受的修复技术。但修复植物一般生长周期长， 且后期处理问题必须慎重。黑麦草是重要的栽培牧草和绿肥作物。黑麦草生长快、分蘖多、 能耐牧，具有抗寒性好、不易倒伏、发芽快、再生迅速和高产的特点，苗期生长非常旺盛，播 种30?40天后即可收割鲜草。其特点符合理想的重金属修复植物应具备的特点--生长 率高、地上生物量较多、对于目标重金属有较好的耐受性、对环境和气候有良好适应性、容 易种植和收获。具备了作为重金属修复植物的潜能。 生物炭是指生物质如木材、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等在缺氧和相对 温度较低（<70(TC)条件下热解炭化形成的产物，可溶性极低，具有高度羧酸酯化和芳香化 结构，拥有较大的孔隙度和比表面积，高度稳定性。将生物炭作为一种改善土壤质量、增加 土壤固碳的改良剂施入土壤的方法已引起了广泛关注。一方面利用生物炭的吸附力、抗氧 化力和抗生物分解能力及其表面高度芳香化结构和部分羟基、酚羟基和羰基的官能团对重 金属有机和无机态污染物高度亲和特性，在被用作钝化剂同时可作为植物生长所需营养物 质的缓释剂，减少土壤养分淋失、促进土壤团聚体形成，改善土壤质量，在实现对土壤重金 属的钝化作用的同时促进作物生长，提高作物产量及品质；另一方面将生物炭施用于农田， 可减少农田生态系统温室气体的排放、增加土壤碳固持效率和土壤碳库总量。 利用有机废弃物制备生物炭等环境友好材料完善重金属的植物修复，既可以实现 农用废弃物的资源化利用，促进农田养分的自然循环，又可以达到治理土壤环境污染的目 的，实现农产品安全的源头控制，全面提升蔬菜质量安全水平，确保设施蔬菜的安全生产和 蔬菜产业的高效快速发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种修复设施蔬菜地土壤重金属微污 染的方法，具体是一种结合黑麦草种植与钝化投入来修复设施蔬菜地土壤重金属污染的方 法。它是一种经济有效、便于实施的利用黑麦草种植降低设施蔬菜地土壤中重金属总量，并 利用生物炭将土壤中未被黑麦草吸收的重金属钝化的方法。用于降低设施蔬菜地土壤中的 重金属总量及生物有效性，解决设施蔬菜地因土壤重金属污染而造成对其可持续利用及农 广品品质的影响。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下： 步骤（1)、测定待修复微污染土壤中的重金属含量（单位为mg/kg)，并由公式 (1)计算其土壤重金属污染尼梅罗指数；然后判断该土壤重金属污染尼梅罗指数是否介于 〇. 7?2,若是则进行步骤（2)，若否则不适用本专利技术方法； 所述的土壤重金属污染尼梅罗指数由公式（1)计算可得： 【权利要求】1. ，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤（1)、测定待修复污染土壤中的重金属含量，单位为mg/kg，判断该土壤是否为重 金属微污染土壤，若是则适用于该方法，若否则不适用于该方法； 步骤（2)、通过种植黑麦草对步骤（1)选取的待修复微污染土壤进行植物修复，降低待 修复微污染土壤中的重金属含量； 所述的黑麦草的播种量大于等于40g/m2 ; 步骤（3)、当黑麦草高度大于等于25厘米时，可进行收割； 收获的黑麦草根据其重金属含量不同，做牧草用或灰化填埋； 步骤（4)、测定经上述步骤（3)黑麦草收割后待修复微污染土壤中重金属含量及重金 属有效态含量，并由公式（1)计算其土壤重金属污染尼梅罗指数；然后判断土壤重金属含 量是否超过《土壤环境质量标准GB15618-2008》二级标准，若否则进行步骤（5)，若是则进 行步骤（6); 所述的重金属有效态含量包括可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和有机结合态； 步骤（5)、若土壤重金属含量不超过《土壤环境质量标准GB15618-2008》二级标准，然 后判断土壤重金属尼梅罗指数是否超过0.7,若否则直接在上述步骤（3)黑麦草收割后待 修复微污染土壤中施入有机肥后进行步骤（7);若是则种植蔬菜前在上述步骤（3)黑麦草 收割后待修复微污染土壤中施入有机肥与施用量为干土重1 %的生物炭，降低设施蔬菜地 土壤中重金属的生物有效性，最后进行步骤（7); 步骤（6)、若土壤重金属含量超过《土壤环境质量标准GB15618-2008》二级标准，然后 判断重金属有效态是否高于重金属含量的45 %，若是则种植蔬菜前在上述步骤（3)黑麦草 收割后待修复微污染土壤中施入有机肥与生物炭，生物炭的施用量大于干土重的3 %，且 小于等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复设施蔬菜地土壤重金属微污染的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、测定待修复污染土壤中的重金属含量，单位为mg/kg，判断该土壤是否为重金属微污染土壤，若是则适用于该方法，若否则不适用于该方法；步骤(2)、通过种植黑麦草对步骤(1)选取的待修复微污染土壤进行植物修复，降低待修复微污染土壤中的重金属含量；所述的黑麦草的播种量大于等于40g/m2；步骤(3)、当黑麦草高度大于等于25厘米时，可进行收割；收获的黑麦草根据其重金属含量不同，做牧草用或灰化填埋；步骤(4)、测定经上述步骤(3)黑麦草收割后待修复微污染土壤中重金属含量及重金属有效态含量，并由公式(1)计算其土壤重金属污染尼梅罗指数；然后判断土壤重金属含量是否超过《土壤环境质量标准GB15618‑2008》二级标准，若否则进行步骤(5)，若是则进行步骤(6)；所述的重金属有效态含量包括可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和有机结合态；步骤(5)、若土壤重金属含量不超过《土壤环境质量标准GB15618‑2008》二级标准，然后判断土壤重金属尼梅罗指数是否超过0.7，若否则直接在上述步骤(3)黑麦草收割后待修复微污染土壤中施入有机肥后进行步骤(7)；若是则种植蔬菜前在上述步骤(3)黑麦草收割后待修复微污染土壤中施入有机肥与施用量为干土重1﹪的生物炭，降低设施蔬菜地土壤中重金属的生物有效性，最后进行步骤(7)；步骤(6)、若土壤重金属含量超过《土壤环境质量标准GB15618‑2008》二级标准，然后判断重金属有效态是否高于重金属含量的45﹪，若是则种植蔬菜前在上述步骤(3)黑麦草收割后待修复微污染土壤中施入有机肥与生物炭，生物炭的施用量大于干土重的3﹪，且小于等于干土重的5﹪，降低设施蔬菜地土壤中重金属的生物有效性，最后进行步骤(7)；若否则种植蔬菜前在上述步骤(3)黑麦草收割后待修复微污染土壤中施入有机肥与生物炭，生物炭的施用量大于干土重1﹪，且并小于等于干土重的3﹪，降低设施蔬菜地土壤中重金属的生物有效性，最后进行步骤(7)；步骤(7)、常规种植蔬菜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宁皎莹，和苗苗，周根娣，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33