一种降解土壤镉的修复方法技术

本发明专利技术提供了一种降解土壤镉的修复方法，具体步骤如下：步骤一，检测土壤中镉的含量；步骤二，将土壤表层的土壤进行破碎过筛，称重；步骤三，润湿土壤，去除土壤中的部分镉，得到半修复土壤；步骤四，将半修复土壤与修复剂进行混合，静置，得到改良土壤；步骤五，在改良土壤中种植三叶鬼针草，生长季结束后连根收割，灰化，得到成品土壤。通过阴阳极电极、修复剂处理镉污染土壤，并在土壤上种植鬼针三叶草，达到了电动力学修复、化学修复法、微生物修复法和植物修复法共同作用修复镉污染土壤的效果，尽可能多的除去土壤中存在的多种形态的镉，降低土壤中的镉的含量，修复效果好，方法易于实现，节约资源，安全性高，具有广阔的应用前景。

A Rehabilitation Method for Degrading Cadmium in Soil

The invention provides a remediation method for degrading cadmium in soil. The specific steps are as follows: step 1, detecting cadmium content in soil; step 2, crushing and sieving the soil on the surface of soil, weighing; step 3, wetting the soil, removing part of cadmium in soil, and obtaining semi-remediated soil; step 4, mixing semi-remediated soil and remediation agent, resting and obtaining improved soil. Soil; Step 5: Planting Bidens pilosa in improved soil, harvesting and ashing after the end of growing season to obtain the finished soil. Treatment of cadmium-contaminated soil by cathode and anode electrodes and remediation agents, and planting Trifolium pilosum on the soil have achieved the effects of electrodynamic remediation, chemical remediation, microbial remediation and Phytoremediation on remediation of cadmium-contaminated soil, removing as many forms of cadmium as possible in the soil, reducing cadmium content in the soil, with good remediation effect and easy method. Realization, saving resources, high security, has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种降解土壤镉的修复方法
本专利技术属于土壤污染修复
，特别涉及一种降解土壤镉的修复方法。
技术介绍
随着全球环境破坏的日益严重，土壤污染成为世界各国研究的重点，而重金属被认为是土壤的主要污染物之一。目前，中国多个稻米出产区被查出重金属镉超标，引起全民震惊。镉在土壤中的移动性小，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，不利于人类的健康和社会的稳定，“镉米危机”敲响了土壤污染的警钟。污染土壤中的镉有多种存在形态，包括离子交换态、碳酸盐结合态、有机结合态和铁锰氧化物结合态等多种形态。目前，重金属镉污染的修复技术主要有物理修复技术，生物修复技术和化学修复技术，其中物理修复技术包括玻璃化技术、热处理技术、电动力修复技术等，物理修复技术主要针对离子交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的镉；生物修复技术包括微生物修复技术、植物修复技术、植物固化技术等，主要针对离子交换态和有机结合态的镉；化学修复技术包括土壤淋洗技术、氧化还原技术、化学脱卤技术、溶剂提取技术等，主要针对离子交换态和有机结合态的镉。这些修复技术只能针对土壤中某种形态的镉进行去除，不能对土壤中存在的多种形态的镉进行去除。当在土壤中种植农作物时，镉依旧会被植物吸收，通过食物链进入动植物和人体内，对人类的健康造成危害。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种降解土壤镉的修复方法，解决现有技术只能修复单一形态镉离子的问题。本专利技术的技术方案为：一种降解土壤镉的修复方法，包括如下步骤：步骤一、测定土壤中镉的含量；步骤二、将被镉污染的土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；步骤三、湿润土壤，去除润湿土壤中的部分隔后，得到半修复土壤；步骤四、在半修复土壤中加入修复剂，均匀混合，静置48-72h，得到改良土壤；步骤五、在改良土壤中种植三叶鬼针草，待三叶鬼针草生长季结束后，将三叶鬼针草连根拔除，灰化，即可得到修复后的土壤。优选的，步骤三中去除部分镉是通过反应柱进行，反应柱为管状，反应柱的两端分别与两个弯管卡接，两个弯管中分别设有阳极电极和阴极电极；去除部分镉的方法是将待修复土壤装进反应柱的空腔内，将阳极电极和阴极电极通过导线连接，导线上设有万能表，运行30-36d。优选的，修复剂的添加量为待修复土壤重量：修复剂重量=100：（0.7-1.5）。优选的，土壤修复剂包括氮磷钾肥30-50份、络合剂5-10份、落叶20-30份、粉煤灰25-35份、芽孢杆菌7-13份、泾阳链霉菌5-10份、米曲10-15份。优选的，在运行过程中，在阳极电极和阴极电极周围加入0.2mol/L的HCl，使其渗入土壤中。优选的，阳极电极为铁屑，阴极电极为活性炭。优选的，活性炭中设有碳棒，铁屑中设有铁棒。优选的，络合剂为乙二胺四乙酸二钠。优选的，芽孢杆菌为胶状芽孢杆菌，胶状芽孢杆菌活菌量为≥100亿/克。优选的，三叶鬼针草的种植密度为5000~7000株/亩。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的一种降解土壤镉的修复方法，通过阴阳极电极、修复剂处理镉污染土壤，并在土壤上种植鬼针三叶草，达到了电动力学修复、化学修复法、微生物修复法和植物修复法共同作用修复镉污染土壤的效果，尽可能多的除去土壤中存在的多种形态的镉，降低土壤中的镉的含量，修复效果好，方法易于实现，节约资源，安全性高，具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术提供的一种降解土壤镉的修复方法中原电池的示意图。图中：1.待修复土壤；2.反应柱；3.活性炭；4.铁屑；5.弯管；6.碳棒；7.铁棒；8.导线；9.万能表。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。实施例1一种降解土壤镉的修复方法，包括如下步骤：步骤一、采取被镉污染土壤的样品，测定土壤样品中镉的含量。步骤二、将被镉污染的土壤表层10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用，对待修复的土壤（1）进行称重。步骤三、润湿土壤是向镉污染的土壤中加入水，搅拌均匀，之后将润湿的待修复土壤（1）填充进PVC反应柱（2）中，PVC反应柱（2）的两端分别与活性炭（3）和铁屑（4）之间卡接连通，将碳棒（4）的下端插入到活性炭（3）中，碳棒（6）的上端通过导线（8）与万能表（9）电连接；将铁棒（7）的下端插入到铁屑（4）中，铁棒（7）的上端通过导线（8）与万能表（9）电连接（如图1所示）。在原电池运行的过程，在活性炭（3）和铁屑（4）中加入0.2mol/L的HCl，加入的HCl通过活性炭（3）和铁屑（4）的空隙，渗透3进土壤中，在原电池的作用下，发生氧化还原反应，铁屑（4）在电池土壤修复过程中，铁被腐蚀，失去电子，铁腐蚀产生的惰性膜覆盖在铁的表面，引起阳极极化，使铁屑（4）的电位变得更正，导线（8）将电子传输给碳棒（6），活性炭（3）作为原电池的阴极，H+在碳棒（6）上获得电子放电，O2和H2O的电子生成氢氧根，H+和O2都被逐渐消耗，静态情况下空气中的O2很难进入土壤，使活性炭（3）的电位变得更负，土壤中的离子交换态镉在电迁移作用下往活性炭（3）的方向移动，同时的土壤中的铁锰氧化物结合态的镉随着电迁移同向活性炭的方向移动，进而均被活性炭（3）吸附；在活性炭（3）中释放适量HCl，使HCl扩散到土壤中，既可以将土壤中碳酸盐结合态的镉释放出来，使其转化为离子交换态的镉，最终向活性炭（3）方向迁移，被活性炭（3）吸附，同时盐酸为阴极电极补充氢离子，使反应能够继续进行；同时给铁屑（4）中加入适量盐酸，中和铁屑（4）附近土壤的碱性环境，使原电池的电流增大，镉离子的移动速率增大。静止运行30天后，将处理后的土壤取出备用，得到半修复土壤。步骤四、按照待修复土壤重量：修复剂重量=100：0.7的比例，在半修复土壤中添加土壤修复剂，土壤修复剂包括氮磷钾肥40份、乙二胺四乙酸二钠8份、落叶25份、粉煤灰29份、胶状芽孢杆菌12份、泾阳链霉菌8份、米曲14份，其中芽孢杆菌的细胞壁中含有大量肽聚糖和磷壁酸，因此能够提供大量的羧酸、酰胺基等活性基团，这些基团可以失去质子而使菌体表面带有较强负电荷，使菌体能够靠静电引力吸附离子交换态的镉，同时胶状芽孢杆菌在生长繁殖的过程中产生有机酸、氨基酸、多糖等可以与土壤中的有机结合态的镉发生络合反应形成更稳定的络合物；络合剂乙二胺四乙酸二钠能够与重金属镉离子形成更稳定的络合物，增加有机结合态的镉的溶解性和移动性；氮磷钾肥为无机肥料，可以补充土壤的肥效；泾阳链霉菌可以促进土壤中的有机质分解，增强土壤的肥效；米曲中的米曲霉，使落叶中的有机质分解为植物生长所需的营养，提高土壤有机质，改善土壤结构；粉煤灰能够促进植物对离子交换态镉的吸收，可以变废为宝。将土壤修复剂与土壤混合均匀后在30℃条件下，静置60小时，得到改良土壤。步骤五、将改良的土壤平铺在取土的位置，平铺开来，在改善的土壤中种植三叶鬼针草，每亩种植6000株，并且浇水施肥，修复剂中的氮磷钾肥和其它成分可以增强三叶鬼针草的根系生长，稳定的络合物能够穿过三叶鬼针草根部的细胞膜，进入三叶鬼针草的体内，通过植物的蒸腾作用，使络合物中的镉离子运输到植物的地上部分，使镉离子富集在三叶鬼针草中，使三叶鬼针草的生物量增大，待三叶鬼针草长成后，将三叶鬼针草连根收割，将三叶鬼针草全部灰化，即可得到修复后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、测定土壤中镉的含量；步骤二、将被镉污染的土壤表层3‑10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；步骤三、湿润土壤，去除润湿土壤中的部分隔后，得到半修复土壤；步骤四、在半修复土壤中加入修复剂，均匀混合，静置48‑72h，得到改良土壤；步骤五、在改良土壤中种植三叶鬼针草，待三叶鬼针草生长季结束后，将三叶鬼针草连根拔除，灰化，即可得到修复后的土壤。

【技术特征摘要】
1.一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、测定土壤中镉的含量；步骤二、将被镉污染的土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；步骤三、湿润土壤，去除润湿土壤中的部分隔后，得到半修复土壤；步骤四、在半修复土壤中加入修复剂，均匀混合，静置48-72h，得到改良土壤；步骤五、在改良土壤中种植三叶鬼针草，待三叶鬼针草生长季结束后，将三叶鬼针草连根拔除，灰化，即可得到修复后的土壤。2.根据权利要求1所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：步骤三中去除部分镉是通过反应柱（2）进行，反应柱（2）为管状，反应柱（2）的两端分别与两个弯管（5）卡接，两个弯管（5）中分别设有阳极电极和阴极电极；去除部分镉的方法是将待修复土壤（1）装进反应柱（2）的空腔内，将阳极电极和阴极电极通过导线（8）连接，导线（8）上设有万能表（9），运行30-36d。3.根据权利要求1所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述修复剂的添加量为待修复土壤（1）重量：修复剂重量=100：（0.7-1.5）。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜臻杰，肖亚涛，齐学斌，李亮，张波，李平，梁志杰，
申请(专利权)人：中国农业科学院农田灌溉研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41