一种重金属污染土壤的动植物综合利用修复方法技术

本发明专利技术公开了一种重金属污染土壤的动植物综合利用修复方法，通过以下技术方案来实现的，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桑树；(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苎麻，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将苎麻植株连根整体移除；第二年春季修复地重新引入蚯蚓和苎麻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土壤修复的方法，尤其是涉及一种重金属污染土壤的动植物综合利用修复方法。属于环境保护中土壤污染治理领域。
技术介绍
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量，并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。重金属对人体的伤害极大，镉（Cd)、汞(Hg)、银(Ag)、铜(Cu)、钡(Ba)、铅(Pb)等。重金属元素的离子一般是有毒的,重金属元素一旦在人体中超量，对身体危害极大。重金属的污染来源：1）工业三废引起的重金属污染：金属矿产开发中选矿、冶炼工艺水平落后，矿区排污不达标，重金属随着自然的沉降、雨水的淋溶等途径进入土壤、河流或海洋，造成重金属污染严重危害人们的生产生活。2）化肥农药的过度使用：化肥中品位较差的过磷酸钙和磷矿粉中含有微量的砷、镉重金属元素。含铅及有机汞的农药发挥作用的同时也为土壤重金属污染埋下了祸根，造成土壤的胶质结构改变，营养流失。饲料添加剂中也常含有高含量的铜和锌，这使得有机肥料中的铜、锌含量也明显增加并随着肥料施入农田。3）汽车尾气的排放：汽车尾气的排放、汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘的沉降，引起公路两侧呈条带状分布的污染。另外还有生活垃圾污染。长江三角洲地区地处我国东南沿海，土地面积为10.96万平方公里。自改革开放以来，长江三角洲地区经济迅速发展，乡镇企业发展迅速，乡村城市化与城乡一体化的步伐加快。已成为我国人口最为集中、经济最为发达、城镇密度最大的地区之一。2004年统计数据表明，长江三角洲地区在仅占全国面积1%的土地上，居住着全国5.8%的人口，创造了18.7%的国内生产总值、全国22%的财政收入和18.4%的外贸出口，因此在我国的国民经济中一直占着举足轻重的地位。经济的不断发展在带来巨大经济效益的同时，也使各种农业与环境问题日益凸显。有调查研究表明，伴随着经济的高速发展，长江三角地区的土壤环境质量总体状况不容乐观，土壤质量呈现了下降的趋势。其中重金属污染已经成为长江三角地区的一个重要问题，局部地区土壤重金属含量超标严重。有研究表明：长江三角洲地区有些城市的农田因受多种重金属污染致使10%的土壤基本丧失生产力。对长江三角洲地区土壤重金属污染的治理亟待解决，刻不容缓，有必要对长江三角地区进行重金属污染治理。在现有的改善重金属污染土壤的方法中，公开号CN102380506A（申请号201110286763.3）的中国专利公开了一种复垦重金属污染土壤的方法。其是在重金属污染土壤中种植红麻。本方法主要利用纤维作物红麻耐重金属、耐贫瘠、生物量大、根系发达等特点，在多金属污染土壤上种植红麻以达到复垦、水土保持、固定重金属等目的，兼具经济价值和景观价值。虽然本专利技术选择种植红麻来复垦重金属污染土壤，但根据具体的调研来看，单纯的依靠种植红麻并不能很大程度上改善土壤污染。并且通过它的说明书的有益效果部分可以看到：红麻具有重金属吸收量少的特点。所以，单纯依靠种植红麻来复垦重金属污染土壤并不理想。公开号CN102101123A（申请号201110056525.3）的中国专利公开了了一种重金属污染土壤原位修复方法，将亚微米或纳米铁、粉煤灰、含镁制剂和膨润土按照5-25∶40-50∶1-10∶15-50的重量比例均匀混合，得到重金属污染土壤修复药剂；在重金属污染土壤的表面施加1-4cm厚度的重金属污染土壤修复药剂后，将受污染土壤表层20cm厚的土壤与施加的修复药剂通过翻耕的方式混合均匀；经3-6个月，重金属污染土壤中的重金属镉、铬、汞、铅、砷、镍、锌、铜、锰和钒还原成低价固定化的重金属，失去其生物有效性，实现了重金属污染土壤的原位修复。公开号CN102962249A（申请号201210383050.3）的中国专利公开了一种污染土壤修复系统及方法。其中，污染土壤修复系统包括热源产生装置和热脱附装置；热源产生装置与热脱附装置相连通，用于加热热脱附装置中被污染的土壤；并且，热脱附装置包括埋管式加热炉，埋管式加热炉包括炉膛，炉膛内设置有供烟气流通的加热管束，烟气来自于热源产生装置。该方法可以很好的修复重金属污染的土壤，但投入成本太高，并且操作太复杂，需要将被污染土壤送入所述埋管式加热炉的炉膛内，然后将所述热源产生装置产生的热烟气引入所述加热管束，间接加热所述埋管式加热炉内的被污染土壤，进行热脱附处理，最后，通过所述埋管式加热炉底部的排渣口排出，并对产生的混合废蒸汽进行尾气处理。所以此方法比较适合较少量污染土壤的修复，而对大面积的污染土壤来说，操作不宜实施。
技术实现思路
针对现有修复重金属污染土壤略有不足的现状，本专利技术的目的之一在于提供一种重金属污染土壤的动植物综合利用修复方法，对促进重金属污染的土壤微生物的修复，改善土壤理化特征，对修复重金属土壤污染具有显著的效果，易操作，同时具有很好的经济价值。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的，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桑树；（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苎麻，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将苎麻植株连根整体移除；第二年春季修复地重新引入蚯蚓和苎麻，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。根据上述动植物综合利用修复方法，优选的，步骤（1）秋末冬初时节按420-800公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥（优选的，按510-700公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥；更加优选的，按620公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥）。根据上述动植物综合利用修复方法，优选的，步骤（1）深耕35-55cm（优选的，深耕40-50cm；更加优选的，深耕45cm）。根据上述动植物综合利用修复方法，优选的，步骤（2）所述移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树是指，采用隔行穴植的方式移栽桑树一年生幼苗，行距2.2-3.2米，株距1.1-1.4本文档来自技高网...

【技术保护点】
重金属污染土壤的动植物综合利用修复方法，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，秋末冬初时节按420‑800公斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥，深耕35‑55cm，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桑树，采用隔行穴植的方式移栽桑树一年生幼苗，行距2.2‑3.2米，株距1.1‑1.4米，挖穴定植，穴径为0.55‑0.65米，穴深0.45‑0.6米；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‑6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20‑30cm处挖半月形沟，按每亩施尿素15kg、过磷酸钙25 kg的量追肥；6月中下旬苗木开始进入速生期，每亩施尿素18kg或碳酸氢铵90kg加过磷酸钙25kg，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18kg，施肥时结合天气适当灌水；（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苎麻，采用间隔条植的方式，按25cm×15cm的株行距移栽，移栽后适时浇水，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将苎麻植株连根整体移除；第二年春季修复地重新引入蚯蚓和苎麻，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；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4‑5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200‑250公斤/亩，进入秋末冬初温度低于10℃后将所有的蚯蚓收集，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。...

【技术特征摘要】
1.重金属污染土壤的动植物综合利用修复方法，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，秋末冬初时节按420-800公
斤/亩的用量施足腐熟有机农杂肥，深耕35-55cm，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
乔木桑树，采用隔行穴植的方式移栽桑树一年生幼苗，行距2.2-3.2米，株距1.1-1.4米，挖
穴定植，穴径为0.55-0.65米，穴深0.45-0.6米；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-6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20-
30cm处挖半月形沟，按每亩施尿素15kg、过磷酸钙25kg的量追肥；6月中下旬苗木开始进入
速生期，每亩施尿素18kg或碳酸氢铵90kg加过磷酸钙25kg，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18kg，施肥时结合天气适当灌水；
（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
的草本植物苎麻，采用间隔条植的方式，按25cm×1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：周杰，
类型：发明
国别省市：江苏;32