本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)鄰域，具體涉及一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的方法。

背景介紹

基于植物仿生的污染土壤原位自持修復(fù)技術(shù)是一種新型的土壤修復(fù)技術(shù)，它主要是通過模擬植物的蒸騰作用，帶動土壤溶液中的水分和污染物質(zhì)共同運移，最后被修復(fù)裝置內(nèi)的填料所吸附固定，從而降低土壤污染物的濃度。與其它修復(fù)技術(shù)相比，植物仿生修復(fù)運行期間可利用蒸騰作用實現(xiàn)自我持續(xù)運轉(zhuǎn)，無需外加動；操作簡便，節(jié)省人工，可以根據(jù)污染情況，處理面積的不同選擇不同大小規(guī)格的修復(fù)裝置；植物仿生修復(fù)技術(shù)的使用不會引起土壤理化性質(zhì)的顯著變化，便于修復(fù)土壤的后利用；修復(fù)裝置內(nèi)的填料可二次資源化或無擴散集中處理，無需使用大量化學(xué)藥品，安全、綠色、環(huán)保；該技術(shù)成本優(yōu)勢較強，價格低于傳統(tǒng)物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，操作難度低，易于大規(guī)模推行，后期維護較少，便于使用。

植物修復(fù)是指利用綠色植物對污染物質(zhì)的吸收作用、揮發(fā)作用和根系分泌物的固定作用，從而去除土壤污染物質(zhì)，降低污染濃度的方法。植物修復(fù)根據(jù)其作用的過程和機理可分為3種類型：(1)植物穩(wěn)定；(2)植物揮發(fā)；(3)植物提取。植物修復(fù)技術(shù)是對傳統(tǒng)物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)的一個挑戰(zhàn)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)和利用在全球范圍內(nèi)得到快速的研究和推廣，被認(rèn)為是很有發(fā)展前景和潛力的修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)是當(dāng)前土壤修復(fù)的熱點之一，不僅能夠修復(fù)污染的土壤，而且不會帶來二次污染，具有環(huán)境美學(xué)特性，更容易讓人們接受。植物修復(fù)同時具有修復(fù)時間長，超富集植物種類較少，生物量相對較小的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新方法。

一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

(1)對污染土壤的現(xiàn)場勘查，取樣；調(diào)查土壤污染的范圍、污染物種類和濃度等；污染土壤的現(xiàn)場勘查，取樣主要為了分析該污染土壤的污染物范圍、時空分布情況、種類、濃度等，依據(jù)這些條件決定使用植物仿生修復(fù)裝置的大小，使用何種填料及植物修復(fù)所用的植物種類。

(2)依照污染土壤的污染物范圍、時空分布情況、種類、濃度制定植物仿生修復(fù)方案，包括植物仿生修復(fù)裝置的填料、植物仿生修復(fù)裝置的大小、分布密度、插入深度、大概修復(fù)時間等植物仿生修復(fù)的方案；以及植物修復(fù)的種類、植物修復(fù)分布密度、植入深度等植物修復(fù)的方案；

(3)平整污染土壤場地，在周圍做相應(yīng)的防護后按照步驟(2)修復(fù)方案插入植物仿生修復(fù)裝置，同時對場地澆水增加植物仿生修復(fù)的效率；主要因為植物仿生修復(fù)對土壤中可溶解性污染物質(zhì)具有很好的去除效果，澆水是為了促進植物仿生裝置的蒸騰作用，進而增加植物仿生修復(fù)的效率。

(4)步驟(3)植物仿生修復(fù)一段時間之后，同時按照步驟(2)的修復(fù)方案向污染土壤移入或者種植能夠修復(fù)目標(biāo)污染物的植物，進行植物修復(fù)，使得植物修復(fù)和植物仿生修復(fù)同時進行；

(5)取樣測定土壤污染物、植物仿生修復(fù)裝置填料富集污染物濃度，當(dāng)植物仿生修復(fù)裝置填料吸附量未達(dá)到飽和吸附量同時填料富集濃度不再增加后結(jié)束植物仿生修復(fù)，植物修復(fù)繼續(xù)進行；

(6)步驟(5)的植物修復(fù)一段時間后，土壤污染物濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或污染物濃度無法繼續(xù)降低后結(jié)束植物修復(fù)，完成整個修復(fù)流程。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，所述步驟(1)污染土壤的現(xiàn)場勘查，取樣主要為了分析該污染土壤的污染物范圍、時空分布情況、種類、濃度等，依據(jù)這些條件決定使用植物仿生修復(fù)裝置的大小，使用何種填料及下一步植物修復(fù)所用的植物種類。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，所述步驟(2)植物仿生修復(fù)方案的制定包括植物仿生修復(fù)裝置的布置密度，插入土壤的深度、植物仿生修復(fù)裝置填料種類、植物修復(fù)中植物種類等。因此，修復(fù)方案的制定對整個土壤修復(fù)具有重要的作用。植物仿生修復(fù)時間的長短取決于土壤污染物質(zhì)和填料富集濃度污染物質(zhì)的濃度，一般采用植物仿生修復(fù)技術(shù)最大程度降低可溶性污染物質(zhì)的濃度。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，所述步驟(3)中在插入植物仿生修復(fù)裝置后需要澆水，主要因為植物仿生修復(fù)對土壤中可溶解性污染物質(zhì)具有很好的去除效果，澆水是為了促進植物仿生裝置的蒸騰作用，進而增加植物仿生修復(fù)的效率。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，所述步驟(4)植物仿生修復(fù)一段時間之后，向污染土壤移入或者種植能夠修復(fù)目標(biāo)污染物的植物，進行植物修復(fù)。植物仿生修復(fù)時間的長短取決于土壤污染物質(zhì)和填料富集濃度污染物質(zhì)的濃度，最大程度降低可溶性污染物質(zhì)的濃度。所述植物修復(fù)所用的植物選自竹柳、速生楊樹、蜈蚣草、東南景天、龍葵、速生樹或者其它超富集植物。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，所述步驟(4)中，優(yōu)選移植或者種植植物時間一般在植物仿生修復(fù)結(jié)束前大于一個月時間內(nèi)，具體時間依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、土壤、植物仿生修?fù)情況等決定。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，所述步驟(5)中，優(yōu)選每月取樣測定土壤污染物濃度變化，植物仿生修復(fù)裝置中填料富集污染物濃度，如當(dāng)填料吸附量未達(dá)到飽和吸附量同時填料富集濃度不再增加后結(jié)束植物仿生修復(fù)，由此決定植物仿生和植物修復(fù)的時間。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，其特征在于，該聯(lián)合修復(fù)技術(shù)中植物仿生修復(fù)主要修復(fù)土壤中可溶性污染物質(zhì)，植物修復(fù)技術(shù)對土壤中的結(jié)合態(tài)和難溶性物質(zhì)起主要的修復(fù)作用。

所述的一種植物仿生與植物聯(lián)合修復(fù)污染土壤的新技術(shù)，與其它修復(fù)技術(shù)相比較，該技術(shù)利用植物仿生修復(fù)技術(shù)與植物修復(fù)相結(jié)合解決了傳統(tǒng)植物修復(fù)技術(shù)植物生長緩慢、超級累性低、修復(fù)時間較長的缺點；同時該聯(lián)合修復(fù)技術(shù)也保留了植物修復(fù)綠色生態(tài)、無二次污染、能夠被人們普遍接受的優(yōu)點。本發(fā)明結(jié)合了植物仿生和植物修復(fù)，不僅促進了植物仿生修復(fù)技術(shù)對難溶性重金屬的吸附，同時大大縮短了植物修復(fù)的時間。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。

實施例1

試驗地位于北京某污染土地，土壤pH＝6.2，其中重金屬Cd、Cr超標(biāo)，含量分別為3.2mg·kg^-1、402.5mg·kg^-1，所以目標(biāo)污染物為重金屬Cd和Cr，對污染土地進行聯(lián)合修復(fù)。

污染土地的修復(fù)主要包括以下流程：

(1)染土壤的現(xiàn)場勘查，取樣。調(diào)查土壤重金屬Cd和Cr污染的范圍、濃度、空間分布等；

(2)由于土壤為Cd和Cr污染，選擇對于Cd和Cr具有較好富集作用的填料制作植物仿生修復(fù)裝置；同時根據(jù)污染濃度確定植物仿生修復(fù)裝置的使用數(shù)量，分布的密度等相關(guān)試驗參數(shù)。

(3)平整場地，做相應(yīng)的周邊防護后按照修復(fù)方案插入植物仿生修復(fù)裝置，插入土壤深度為30cm，每個植物仿生修復(fù)裝置間距為1m；同時對重點污染區(qū)采取插入土壤深度加深，密度加大的措施。隨后澆水增加植物放生修復(fù)裝置的蒸騰速率。

(4)每月取樣分析土壤、填料富集的重金屬Cd和Cr，確定該污染土壤中可溶性Cd和Cr的含量是否全部去除，同時向污染土壤中移入或者種植能夠修復(fù)目標(biāo)污染物的植物，進行植物修復(fù)。

(5)每月測定土壤重金屬Cd和Cr濃度、植物仿生修復(fù)裝置填料富集重金屬濃度，當(dāng)填料吸附量未達(dá)到飽和吸附量同時填料富集濃度不在增加后結(jié)束植物仿生修復(fù)，只進行最后的植物修復(fù)。

(6)修復(fù)一段時間后，土壤重金屬Cd和Cr濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或污染物濃度無法繼續(xù)降低后結(jié)束植物修復(fù)，完成整個修復(fù)流程。

本次試驗共進行4個月，其中1-3月為植物仿生修復(fù)，2-4月為植物修復(fù)過程，試驗結(jié)束后測定土壤、填料富集、植物富集的重金屬Cd、Cr含量，結(jié)果如表1所示：

由表1結(jié)果可知，通過植物仿生和植物聯(lián)合修復(fù)，土壤中的重金屬Cd和Cr均有很大程度的降低；修復(fù)后的土壤重金屬Cd和Cr濃度分別為0.6mg/kg、125.5mg/kg，降低率分別為81.25％、68.82％，經(jīng)過修復(fù)后的土壤達(dá)到土壤環(huán)境質(zhì)量(GB15618-1995)的要求，達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。