本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種重金屬污染土壤的多級(jí)修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)用地面積約9572萬(wàn)公頃，占世界耕地總面積的7.7％，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)早已擺脫了靠天吃飯的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，科技的進(jìn)步帶來(lái)的新興農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了大的突破，但隨之引起的土壤環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重，包括化肥的盲目使用，工業(yè)發(fā)展污染物的間接作用，都使土壤環(huán)境遭遇著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。土壤重金屬污染問(wèn)題已成為全球性環(huán)境問(wèn)題，且其隱蔽性好和周期性長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成巨大的威脅，不僅可導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，還會(huì)通過(guò)食物的傳導(dǎo)影響人類(lèi)的健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)受重金屬Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb等的污染土壤面積已達(dá)兩千多萬(wàn)公頃，其每年造成的糧食污染嚴(yán)重影響著人民的生命安全和我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)污染土壤的治理越來(lái)越重視，目前的治理方法主要有將重金屬?gòu)耐寥乐腥コ案淖冎亟饘僭谕寥乐械膬r(jià)態(tài)和形態(tài)，以降低其遷移性和生物有效性，包括化學(xué)修復(fù)法、生物修復(fù)法和植物修復(fù)法等，雖然都具有一定的修復(fù)效果，但是同時(shí)也帶來(lái)一些附加的問(wèn)題，化學(xué)修復(fù)法容易帶來(lái)二次污染，單純的生物修復(fù)法和植物修復(fù)法修復(fù)效率過(guò)低，尤其是對(duì)中重度污染的土壤，故需一種能有效，二次污染小，去除率高的修復(fù)技術(shù)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染的修復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種重金屬污染土壤的多級(jí)修復(fù)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種重金屬污染土壤的多級(jí)修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行重金屬吸收，具體操作如下：先對(duì)土壤進(jìn)行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深10-15cm，選取對(duì)重金屬有較強(qiáng)富集能力的植物進(jìn)行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長(zhǎng)期注意病蟲(chóng)害的防治，并定期除去雜草，在其生長(zhǎng)進(jìn)入幼苗穩(wěn)定期后開(kāi)始向土壤中施加螯合劑，每間隔30-50天澆灌一次螯合劑，待植物生長(zhǎng)成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級(jí)修復(fù)；

(2)再對(duì)土壤中殘留重金屬進(jìn)行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進(jìn)行二級(jí)修復(fù)，經(jīng)二級(jí)修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭30-50份、有機(jī)肥28-46份、動(dòng)物骨粉25-43份、改性秸稈22-40份、生石灰12-27份。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機(jī)肥進(jìn)行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動(dòng)物糞便，加四倍量水稀釋后，以8-10倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過(guò)濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動(dòng)物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機(jī)研磨成粉，過(guò)160-200目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以:2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7-7.5之間即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機(jī)肥、動(dòng)物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進(jìn)行漚肥30-40h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

進(jìn)一步地，所述有機(jī)肥為來(lái)自動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動(dòng)物新鮮糞便中含有對(duì)土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對(duì)其進(jìn)行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示。

進(jìn)一步地，所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對(duì)重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)。

進(jìn)一步地，所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時(shí)，先加入檸檬酸，其對(duì)土壤pH影響不大，3小時(shí)后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，再4小時(shí)后加入EDTA，活化能力強(qiáng)，其使用量的控制可減少土壤的二次污染。

進(jìn)一步地，所述螯合劑的濃度為15-20mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在4-6，此范圍可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的最優(yōu)吸收。

進(jìn)一步地，所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)。

進(jìn)一步地，所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動(dòng)物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對(duì)金屬的吸收能力。

進(jìn)一步地，所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對(duì)土壤中多種重金屬進(jìn)行吸收，土壤污染處理效果更佳。

進(jìn)一步地，所述多級(jí)修復(fù)方法主要針對(duì)中重度重金屬污染的土壤。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用多級(jí)修復(fù)方法修復(fù)重金屬污染土壤，主要適用于中重度污染土壤，先用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行重金屬吸收，通過(guò)種植重金屬富集能力強(qiáng)的植物再配合螯合劑的使用，可有效吸收土壤中的重金屬，再用鈍化劑對(duì)污染土壤進(jìn)行鈍化處理，所述鈍化劑穩(wěn)定性好，可有效降低重金屬的遷移和生物有效性，兩種方法配合使用，可將重金屬對(duì)土壤和作物的影響降低到最小程度。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種重金屬污染土壤的多級(jí)修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行重金屬吸收，具體操作如下：先對(duì)土壤進(jìn)行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深10cm，選取對(duì)重金屬有較強(qiáng)富集能力的植物進(jìn)行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長(zhǎng)期注意病蟲(chóng)害的防治，并定期除去雜草，在其生長(zhǎng)進(jìn)入幼苗穩(wěn)定期后開(kāi)始向土壤中施加螯合劑，每間隔30天澆灌一次螯合劑，待植物生長(zhǎng)成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級(jí)修復(fù)；

(2)再對(duì)土壤中殘留重金屬進(jìn)行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進(jìn)行二級(jí)修復(fù)，經(jīng)二級(jí)修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭30份、有機(jī)肥28份、動(dòng)物骨粉25份、改性秸稈22份、生石灰12份。

所述鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機(jī)肥進(jìn)行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動(dòng)物糞便，加四倍量水稀釋后，以8倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過(guò)濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動(dòng)物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機(jī)研磨成粉，過(guò)160目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機(jī)肥、動(dòng)物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進(jìn)行漚肥30h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

其中，所述有機(jī)肥為來(lái)自動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動(dòng)物新鮮糞便中含有對(duì)土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對(duì)其進(jìn)行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示；所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對(duì)重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)；所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時(shí)，先加入檸檬酸，其對(duì)土壤pH影響不大，3小時(shí)后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，再4小時(shí)后加入EDTA，活化能力強(qiáng)，其使用量的控制可減少土壤的二次污染；所述螯合劑的濃度為15mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在4，此范圍可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的最優(yōu)吸收；所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)；所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動(dòng)物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對(duì)金屬的吸收能力；所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對(duì)土壤中多種重金屬進(jìn)行吸收，土壤污染處理效果更佳；所述多級(jí)修復(fù)方法主要針對(duì)中重度重金屬污染的土壤。

實(shí)施例2：

一種重金屬污染土壤的多級(jí)修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行重金屬吸收，具體操作如下：先對(duì)土壤進(jìn)行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深12.5cm，選取對(duì)重金屬有較強(qiáng)富集能力的植物進(jìn)行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長(zhǎng)期注意病蟲(chóng)害的防治，并定期除去雜草，在其生長(zhǎng)進(jìn)入幼苗穩(wěn)定期后開(kāi)始向土壤中施加螯合劑，每間隔40天澆灌一次螯合劑，待植物生長(zhǎng)成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級(jí)修復(fù)；

(2)再對(duì)土壤中殘留重金屬進(jìn)行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進(jìn)行二級(jí)修復(fù)，經(jīng)二級(jí)修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭40份、有機(jī)肥37份、動(dòng)物骨粉34份、改性秸稈31份，生石灰19.5份。

所述鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機(jī)肥進(jìn)行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動(dòng)物糞便，加四倍量水稀釋后，以9倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過(guò)濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動(dòng)物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機(jī)研磨成粉，過(guò)180目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7.3即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機(jī)肥、動(dòng)物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進(jìn)行漚肥35h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

其中，所述有機(jī)肥為來(lái)自動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動(dòng)物新鮮糞便中含有對(duì)土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對(duì)其進(jìn)行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示；所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對(duì)重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)；所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時(shí)，先加入檸檬酸，其對(duì)土壤pH影響不大，3小時(shí)后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，再4小時(shí)后加入EDTA，活化能力強(qiáng)，其使用量的控制可減少土壤的二次污染；所述螯合劑的濃度為17.5mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在5，此范圍可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的最優(yōu)吸收；所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)；所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動(dòng)物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對(duì)金屬的吸收能力；所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對(duì)土壤中多種重金屬進(jìn)行吸收，土壤污染處理效果更佳；所述多級(jí)修復(fù)方法主要針對(duì)中重度重金屬污染的土壤。

實(shí)施例3：

一種重金屬污染土壤的多級(jí)修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行重金屬吸收，具體操作如下：先對(duì)土壤進(jìn)行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深15cm，選取對(duì)重金屬有較強(qiáng)富集能力的植物進(jìn)行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長(zhǎng)期注意病蟲(chóng)害的防治，并定期除去雜草，在其生長(zhǎng)進(jìn)入幼苗穩(wěn)定期后開(kāi)始向土壤中施加螯合劑，每間隔50天澆灌一次螯合劑，待植物生長(zhǎng)成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級(jí)修復(fù)；

(2)再對(duì)土壤中殘留重金屬進(jìn)行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進(jìn)行二級(jí)修復(fù)，經(jīng)二級(jí)修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭50份、有機(jī)肥46份、動(dòng)物骨粉43份、改性秸稈40份，生石灰27份。

所述鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機(jī)肥進(jìn)行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動(dòng)物糞便，加四倍量水稀釋后，以10倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過(guò)濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動(dòng)物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機(jī)研磨成粉，過(guò)200目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7.5即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機(jī)肥、動(dòng)物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進(jìn)行漚肥40h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

其中，所述有機(jī)肥為來(lái)自動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動(dòng)物新鮮糞便中含有對(duì)土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對(duì)其進(jìn)行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示；所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對(duì)重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)；所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時(shí)，先加入檸檬酸，其對(duì)土壤pH影響不大，3小時(shí)后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，再4小時(shí)后加入EDTA，活化能力強(qiáng)，其使用量的控制可減少土壤的二次污染；所述螯合劑的濃度為20mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在6，此范圍可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的最優(yōu)吸收；所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)；所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動(dòng)物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對(duì)金屬的吸收能力；所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對(duì)土壤中多種重金屬進(jìn)行吸收，土壤污染處理效果更佳；所述多級(jí)修復(fù)方法主要針對(duì)中重度重金屬污染的土壤。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。