一种镍污染水稻土的综合修复方法技术

本发明专利技术公开了一种镍污染水稻土的综合修复方法，该方法包括步骤陶瓷滤料吸附、镍超富集植物种植及陶瓷滤料的重复利用。本发明专利技术可本发明专利技术综合使用物理吸附法、植物修复法、微生物修复法等土壤修复措施，可显著降低镍污染水稻土中镍的含量，具有治理成本低、周期短、镍清除效率高和无二次污染的特点，兼具工作管理强度低、治理效果稳定性高的优点，适合大面积的重金属污染土壤的改良，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种镍污染水稻土的综合修复方法
本专利技术涉及农业科学
，特别涉及一种镍污染水稻土的综合修复方法。
技术介绍
重金属是指比重大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钻、镍、锰、锅、汞、钨、铝、金、银等。锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。镍是生物必需的微量元素之一，也是具有潜在毒性的元素，土壤中微量的镍可以刺激植物生长，过量的镍能阻滞植物生长发育，导致植物生长不良，对植物造成危害，直至死亡。镍可以在植物体内积蓄，当积蓄超出正常含量的植物进入食物链时，就会影响动物乃至人类的健康。镍粉尘通过呼吸道进入人体后可出现肺出血浮肿、脑白质出血、毛细血管壁脂肪变性并发呼吸障碍以及呼吸系统癌症。而裸露矿渣、尾矿不同程度的侵蚀，将进一步污染水体、土壤和空气，破坏生态平衡，形成镍污染严重的生态环境，造成不可挽回的局面。数据显示，全世界每年释放到环境中的镍为38.1万吨，我国受重金属污染的耕地面积已达2000万公顷,占全国总耕地面积的1/6，防治形势十分严峻,并且还呈现不断加剧的趋势。由于重金属污染具有隐蔽性、不可逆性和长期性等特点，土壤一旦遭受污染，很难在短时间内消除。镍是植物体内必须的微量元素之一，过量的镍会对植物造成危害，研究表明，镍对水稻的生长起刺激作用，能明显地抑制水稻分蘖，使水稻根系发育受阻，从而抑制水稻对养分和水分的吸收，降低其生物量，最后导致产量下降。镍胁迫可抑制作物体内酶活性及扰乱能量代谢过程，叶片叶绿素含量和过氧化物酶活性显著降低，使作物生长受抑，生物产量下降。土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为：(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；(2降低土壤有害物质的浓度。目前国内外的土壤修复技术可分为物理法、化学法、生物法。生物法中最为重要的两种方法是植物修复法和微生物修复法，植物修复法是重金属经植物根系吸收后，继而转移、储存到植物的茎叶中，从而达到去除土壤重金属的目的，植物提取技术需要利用特殊植物，这些植物对重金属具有较强的富集能力，要求植物具有生物量大，生长快和抗病虫能力强的优点。植物修复技术的核心和基础是寻找能大量富集重金属的植物-超富集植物。李氏禾是广西某电镀工业区发现的一种新的铬超富集植物，且具有繁殖迅速、易于人工种植、单位面积生物量大等优点。因此，该物种可能是一种较理想的植物修复材料。前期研究表明李氏禾不仅对铬有很高的富集能力，而且对镍也有较高的富集能力。微生物修复法在修复被重金属污染的土壤方面有独特的作用，其主要作用原理是：微生物可以降低土壤中重金属的毒性，微生物可以吸附积累重金属，微生物还可以改变根际环境，从而提高植物对重金属的吸收挥发或固定效率，土壤微生物包括植物根部活动相关的酵母菌、共生根际细菌、菌根真菌等。他们通过生物解毒对重金属产生抗性，能够在重金属中生存。目前的重金属污染土壤修复方法均是单一的治理措施，对土壤重金属污染的修复治理效果上并不明显，且很多方法在具体实施过程中存在诸多限制。
技术实现思路
本专利技术提供一种镍污染水稻土的综合修复方法，针对目前土壤修复领域中存在的治理措施单一、效果差、周期长，应用面窄等问题，综合使用物理吸附法、植物修复法、微生物修复法等土壤修复措施解决重金属镍在水稻土中的污染现状。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：一种镍污染水稻土的综合修复方法，包含如下步骤：(1)按照1m3污染土壤添加1.5～3.5kg多孔陶瓷滤料的比例施用多孔陶瓷滤料将多孔陶瓷滤料与镍污染水稻土充分混合；(2)混合后3周，在混合土壤区种植少花龙葵，种植周期为3～5个月，种植密度为70～100株/m2，种植过程中施用微生物发酵有机肥，每月施用一次，每亩施用量为50kg；(3)将少花龙葵连根去除，继续在混合土壤区种植李氏禾，种植周期为3～5个月，种植密度为50～100株/m2，种植过程中施用化肥营养液，每月施用一次；(4)将李氏禾连根去除，利用分筛机回收土壤中的多孔陶瓷滤料；(5)次年，重复步骤(2)和(3)，测量土壤金属镍含量。优选地，多孔陶瓷滤料的粒径为1.25～1.6mm，所述分筛机的网眼为16～18目。优选地，所述多孔陶瓷滤料回收后采用0.5M～2M的硫酸处理24h，加入0.5～2M的NaOH溶液中和至pH6.0～7.0，清水冲洗晾干后重复使用。优选地，所述微生物发酵有机肥组成包括枯草芽孢杆菌发酵液5％，热带假丝酵母发酵液5％，黑根霉发酵液5％，球形红细菌发酵液5％，腐殖酸10％，水稻秸秆40％，猪粪20％，壳聚糖10％。优选地，采用碱性粉煤灰和腐殖酸调控所述污染土壤的PH值为6.0～7.0，碱性粉煤灰施用比例为50g/kg污染土壤；腐殖酸施用比例为20g/kg污染土壤。优选地，所述化肥营养液中磷和钾施入形态为KH2PO4和K2SO4，钾施用量为20kg/亩，氮施入形态为NH4NO3，施用量为30kg/亩。本专利技术获得的有益效果：本专利技术综合使用物理吸附法、植物修复法、微生物修复法等土壤修复措施，可显著降低镍污染水稻土中镍的含量，具有治理成本低、周期短、镍清除效率高和无二次污染的特点，兼具工作管理强度低、治理效果稳定性高的优点。具体实施方式下面通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。实施例1：待修复水稻土的区域位于某电镀工业园下游，土壤PH5.3，棕黑色土壤，采集土壤样本，检测Ni含量，并按照如下方法修复目标水稻土壤：(1)将水田放水晾干，施用碱性粉煤灰50g/kg污染土壤，每周测量土壤pH，待土壤pH值为6.0～7.0时进行下一步。(2)按照1m3污染土壤添加2.5kg多孔陶瓷滤料的比例施用粒径1.4mm的多孔陶瓷滤料，将多孔陶瓷滤料与镍污染水稻土充分混合后均匀平铺于田中；(3)微生物发酵有机肥的制备：分别发酵制备热带假丝酵母、球形红细菌，将发酵完成的发酵液连同菌体按照各5％的比例称取备用；将枯草芽孢杆菌、黑根霉种子发酵液按5％比例接种于发酵底物(有机肥总重40％的水稻秸秆，总重20％的猪粪)中，堆肥7天，再将热带假丝酵母、球形红细菌发酵液加入枯草芽孢杆菌、黑根霉发酵料中，同时加入有机肥总重10％的腐殖酸、10％的壳聚糖，投入农药混合机中15rpm，混合15min即得。(4)多孔陶瓷滤料与镍污染水稻土混合后3周，在混合土壤区种植少花龙葵，播种育苗后将5-6片叶的小苗进行移栽，按株距17～25厘米，行距17～25厘米打塘移栽，每塘栽2～4苗，浇水定植后常规管理，种植周期为4个月，种植密度为85株/m2，种植过程中施用微生物发酵有机肥，每月施用一次，每亩施用量为50kg；(5)将少花龙葵连根去除，继续在混合土壤区种植李氏禾，采集野生李氏禾，快速繁殖生根后按株距15厘米，行距15厘米移栽，种植周期为4个月，种植密度为75株/m2，种植过程中施用化肥营养液，化肥营养液中磷和钾施入形态为KH2PO4和K2SO4，钾施用量为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍污染水稻土的综合修复方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)按照1m3污染土壤添加1.5～3.5kg多孔陶瓷滤料的比例施用多孔陶瓷滤料将多孔陶瓷滤料与镍污染水稻土充分混合；(2)混合后3周，在混合土壤区种植少花龙葵，种植周期为3～5个月，种植密度为70～100株/m2，种植过程中施用微生物发酵有机肥，每月施用一次，每亩施用量为50kg；(3)将少花龙葵连根去除，继续在混合土壤区种植李氏禾，种植周期为3～5个月，种植密度为50～100株/m2，种植过程中施用化肥营养液，每月施用一次；(4)将李氏禾连根去除，利用分筛机回收土壤中的多孔陶瓷滤料；(5)次年，重复步骤(2)和(3)，测量土壤金属镍含量。

【技术特征摘要】
1.一种镍污染水稻土的综合修复方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)按照1m3污染土壤添加1.5～3.5kg多孔陶瓷滤料的比例施用多孔陶瓷滤料将多孔陶瓷滤料与镍污染水稻土充分混合；(2)混合后3周，在混合土壤区种植少花龙葵，种植周期为3～5个月，种植密度为70～100株/m2，种植过程中施用微生物发酵有机肥，每月施用一次，每亩施用量为50kg；(3)将少花龙葵连根去除，继续在混合土壤区种植李氏禾，种植周期为3～5个月，种植密度为50～100株/m2，种植过程中施用化肥营养液，每月施用一次；(4)将李氏禾连根去除，利用分筛机回收土壤中的多孔陶瓷滤料；(5)次年，重复步骤(2)和(3)，测量土壤金属镍含量。2.根据权利要求1中的一种镍污染水稻土的综合修复方法，其特征在于：多孔陶瓷滤料的粒径为1.25～1.6mm，所述分筛机的网眼为16～18目。3.根据权利要求1中的一种镍污染水稻土的综合修复...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔保建，夏祥华，任代胜，付锡江，陶元平，彭冲，
申请(专利权)人：安徽袁粮水稻产业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34