一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法技术

本发明专利技术涉及一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法，其特征在于：方法步骤如下：清除土壤异物，使土壤变得平整松散；在土壤表层均匀撒施海泡石和生物炭，使用翻耕机对土壤进行再次翻耕，使土壤与海泡石和生物炭充分混匀；浇透水，使水面没过土壤表层，使海泡石和生物炭与土壤进行充分平衡；30天后正常种植农作物。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够修复受重金属镉和长残效除草剂莠去津复合污染菜地土壤的方法。该方法可以实现边修复边生产、不耽误农时，从而节约时间，提高效率。该方法中使用的修复材料分别为海泡石和生物炭，两种材料对受重金属和农药污染的土壤都具有修复作用，而且两种材料组合使用比单一使用的效果更好。

In situ remediation of CD and atrazine in vegetable soil

【技术实现步骤摘要】
一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法
本专利技术属于农业环保领域，涉及农田污染治理技术，尤其是一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法。
技术介绍
我国农田土壤中重金属镉污染形势十分严峻，污染农田面积已达28万hm2，占农田重金属污染约40％。莠去津是一种玉米田常用的高效除草剂，但其残效期过长严重影响蔬菜等其他作物的正常生长，导致农业减产或绝收。由于我国人均耕地面积较小，耕地资源紧张的态势在短期内难以得到有效缓解，导致许多镉污染农田仍在进行种植农作物等农业生产活动。如果在镉污染农田施用莠去津等长残效除草剂，势必会造成镉和莠去津复合污染。介于我国人多地少的国情，耕地资源必须得到充分利用，所以修复受污染的农田不宜将其撂荒再进行治理，而是最好与农业生产同步进行。农田土壤原位化学修复技术因具有成本低、操作简单、见效快、对正常耕作无干扰等优点而受到广泛关注和应用，适用于控制大面积农田土壤污染。化学修复技术是指向污染土壤中添加修复材料，通过钝化土壤中的有害重金属和吸附/固定有机污染物来实现修复目的。目前的原位化学修复技术多以单一类型的污染物为主，涉及多种类型污染物同时修复的方法较少，尤其是重金属和农药复合污染。目前的农田土壤污染修复方法中，工程措施存在工作量大、成本高、破坏土壤自然特性和肥力、易造成二次污染等缺点，不适合大面积的污染土壤修复工作；植物修复技术存在效率低、修复时间长、处理土壤深处有限、受污染的植物材料难以处理等缺点，另外由于大面积农田土壤性质的多样性，所选植物会受当地气候和环境等因素的影响而出现修复效果稳定性差等现象，限制了植物修复的大面积应用；微生物修复目标过于专一，而且与植物修复类似，也存在对环境过于敏感等问题而导致修复效果不稳定的缺点。另外工程措施、植物修复和微生物修复都存在进行修复时不能同步进行农业生产的缺点。原位化学修复技术可以较好的弥补上述缺点，可以实现边修复边农业生产。由于作为长残效除草剂的莠去津在含量很低的情况下也具有抑制蔬菜等作物生长的能力，而目前关于重金属和农药复合污染的化学修复技术多以降低土壤中重金属有效态和农药含量为主，但对莠去津抑制蔬菜等农作物生长发育存在严重影响却没有涉及。所以已有的化学修复方法在修复受镉和莠去津复合污染土壤时并不能保证修复后可以正常种植蔬菜等农作物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法，通过对化学修复材料进行筛选和优化，研究出将海泡石和生物炭两种材料配合施用的方案，取得了对镉和莠去津复合污染物比较明显的钝化和修复效果。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法，方法步骤如下：⑴清除土壤异物，利用翻耕机疏松土壤表层，深度28-32cm，将土层铲起、打散、疏通，使土壤变得平整松散；⑵在土壤表层均匀撒施海泡石和生物炭，施用量分别为35-40kg/30m2和135-140kg/30m2，使用翻耕机对土壤进行再次翻耕，深度28-32cm，使土壤与海泡石和生物炭充分混匀；⑶浇透水，使水面没过土壤表层，使海泡石和生物炭与土壤进行充分平衡；⑷30天后正常种植农作物，田间浇水、施肥、施药。而且，所述的海泡石化学式为：[CaCO3(65％)，Mg3Si2(OH)4O5(8％)，Si3O6·H2O(9％)和CaMgSi2O6(18％)]，其表面积、pH、密度、Mohs硬度和吸水率分别为22.70m2/g、10.07、2.13g/cm3、2.2和180％。而且，生物炭玉米秸秆缺氧条件下550-600℃热分解6-8小时形成生物炭。而且，所述的海泡石为原产于河北省易县的热液型海泡石矿床。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术通过对化学修复材料进行筛选和优化，研究出将海泡石和生物炭两种材料配合施用的方案，取得了对镉和莠去津复合污染物比较明显的钝化和修复效果。可以同步修复受重金属镉和农药莠去津复合污染的菜地土壤，不影响正常农业耕作，提高了工作效率，节省了修复时间。试验结果表明，添加修复材料后，蔬菜的发芽率及长势均恢复到了正常水平，油菜中镉和莠去津含量均低于食品安全国家标准中规定的限量，土壤中镉有效态明显下降、莠去津得到有效的固定并失去生物有效性，土壤环境及蔬菜品质均有明显提高。且本专利技术所使用的修复技术操作简便易行，具有长效稳定性。修复材料对环境友好，不会引入其他污染物，有助于土壤环境的改善。所以该项技术完全适用于修复受镉和莠去津复合污染的农田土壤。2、生物炭是在缺氧或厌氧条件下由组织裂解而成的含碳、稳定、高芳香族的固体物质，它含碳量高、孔状结构丰富，具有较大的比表面积和较强的吸附能力，尤其以500-600℃温度范围内烧制的生物炭功能最佳。生物炭在本方法中更侧重于固定和吸附莠去津，使其失去生物有效性，消除莠去津对蔬菜生长发育的抑制能力，从而保证蔬菜的发芽率和长势趋于正常；同时生物炭可以减少莠去津向植物根部的迁移能力，阻止植物对其进行吸收，从而降低蔬菜等作物中莠去津的残留量，保证蔬菜等作物的食品安全。另外，生物炭可以通过化学方式对重金属镉在土壤中的环境行为产生一定的抑制作用。3、海泡石是一种链式层状结构的纤维状富镁硅酸盐粘土矿物，它具有较强的表面吸附和离子交换能力，在本方法中主要用于减少土壤中镉有效态的含量，降低镉的生物有效性，抑制农作物对镉的吸收和利用，进而减少蔬菜中镉的含量，使蔬菜中的镉含量符合食品安全国家标准中的相关要求。4、海泡石和生物炭均属于环境友好型材料，对土壤环境无污染，施用后可以较好的与土壤环境融为一体。两种修复材料性质稳定，具有较好的长效稳定性，可以在一年以内持续发挥修复作用。并且作为生物源物质的生物炭还是很好的土壤肥料，可以为土壤提供一定的养分，有助于作物的生长和产量的提升，还可以在一定程度上改善土壤环境。5、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够修复受重金属镉和长残效除草剂莠去津复合污染菜地土壤的方法。该方法可以实现边修复边生产、不耽误农时，从而节约时间，提高效率。该方法中使用的修复材料分别为海泡石和生物炭，两种材料对受重金属和农药污染的土壤都具有修复作用，而且两种材料组合使用比单一使用的效果更好。附图说明图1为本专利技术疏松土壤表层实操图；图2为本专利技术撒施海泡石和生物炭实操图；图3为本专利技术再次翻耕土壤实操图；图4为本专利技术土壤浇水实操图；图5为本专利技术30天后正常种植蔬菜实操图；图6为本专利技术油菜根部(A)和地上部(B)的镉含量结果图；图7为本专利技术不同处理对土壤镉有效态含量的影响。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法,步骤如下：(一)制备材料1、海泡石：化学式[CaCO3(65％)，Mg3Si2(OH)4O5(8％)，Si3O6·H2O(9％)和CaMgSi2O6(18％)]，其表面积、pH、密度、Mohs硬度和吸水率分别为22.70m2/g、10.07、2.13g/cm3、2.2和180％，原产于河北省易县的热液型海泡石矿床，使用前经检测需不含镉和莠去津。2、生物炭：生产原料(pH8.5)为产自山东东营的玉米本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法，其特征在于：方法步骤如下：⑴清除土壤异物，利用翻耕机疏松土壤表层，深度28‑32cm，将土层铲起、打散、疏通，使土壤变得平整松散；⑵在土壤表层均匀撒施海泡石和生物炭，施用量分别为35‑40kg/30m

【技术特征摘要】
1.一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法，其特征在于：方法步骤如下：⑴清除土壤异物，利用翻耕机疏松土壤表层，深度28-32cm，将土层铲起、打散、疏通，使土壤变得平整松散；⑵在土壤表层均匀撒施海泡石和生物炭，施用量分别为35-40kg/30m2和135-140kg/30m2，使用翻耕机对土壤进行再次翻耕，深度28-32cm，使土壤与海泡石和生物炭充分混匀；⑶浇透水，使水面没过土壤表层，使海泡石和生物炭与土壤进行充分平衡；⑷30天后正常种植农作物，田间浇水、施肥、施药。2.根据权利要求1所述的一种原位修复菜地土壤镉和莠去津复合污染的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦旭，徐应明，黄青青，赵立杰，梁学峰，王林，孙约兵，王瑞刚，
申请(专利权)人：农业农村部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：天津,12