一種耦合活化和鈍化的農(nóng)田土壤重金屬污染修復方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境技術(shù)保護領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，我國的土壤污染問題不斷地暴露出來且日趨嚴重，其中農(nóng)田土壤重金 屬污染是主要問題之一，涉及農(nóng)作物食品安全，因此農(nóng)田土壤重金屬污染治理需求迫切。與 大氣、水的污染治理相比，土壤修復技術(shù)難度大、治理成本高；雖然現(xiàn)有的重金屬污染治理 方法較多，典型方法包括物理修復法、化學修復法、生物修復法，但是適合于農(nóng)田大面積成 本低的方法較少。
[0003] 在修復農(nóng)田土壤重金屬污染方面，生物修復法同物理和化學方法相比，一般情況 下成本低、不產(chǎn)生二次污染、適于大面積農(nóng)田土壤的修復，因此逐漸得到廣泛重視。植物修 復法成為一種重要的生物修復方法，特別是利用超富集植物吸收重金屬和鈍化土壤中的重 金屬活性等方法都有不少的研究成果。但是由于這些植物修復法被單一使用，或者簡單與 化學修復方法結(jié)合，使得修復周期長，重金屬污染農(nóng)田長期得不到有效利用這一植物修復 法的弱點十分突出，未能盡快地確保農(nóng)作物食品安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，本發(fā)明提供了一種耦合重金屬活化和鈍化的 土壤污染復合修復方法，將植物修復法與化學修復法有機結(jié)合，以實現(xiàn)重金屬活化的植物 修復和重金屬鈍化的植物修復優(yōu)點分別被充分利用，特別適用于大面積重金屬污染的農(nóng)田 土壤，尤其是能確保農(nóng)作物食品安全。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 土壤重金屬污染分為兩個修復階段：第一階段修復，包括種植重金屬超富集植物， 在土壤中施加重金屬活化劑，收獲富集了重金屬的植物；第二階段修復，包括在土壤中施加 重金屬鈍化劑，種植和收獲重金屬含量安全達標的農(nóng)作物。
[0007] 第一階段：種植重金屬超富集植物，在土壤中施加重金屬活化劑，收獲成熟植物， 在相對較短的時間內(nèi)，在超富集植物的重金屬吸收高效段獲得較好的土壤重金屬去除效 率。為了提高植物對重金屬的吸收效率，還要在土壤中同時施加重金屬的活化劑。對于不 同的重金屬污染，可以選用的重金屬超富集植物以及配合的重金屬活化劑如下：
[0008] 治理鉛污染，優(yōu)選的重金屬超富集植物為土荊芥、羽葉鬼針草、楊梅、印度芥菜、野 茼蒿，優(yōu)選重金屬活化劑為檸檬酸銨與羥基乙酸復合劑、檸檬酸、酒石酸、EDTA;
[0009] 治理鎘污染，優(yōu)選的重金屬超富集植物為天藍遏藍菜、東南景天、印度芥菜、伴礦 景天、寶山堇菜、龍葵、商路，優(yōu)選重金屬活化劑為檸檬酸銨與羥基乙酸復合劑、檸檬酸、酒 石酸、EDTA、蘋果酸；
[0010] 治理砷污染，優(yōu)選的重金屬超富集植物為蜈蚣草、大葉井口邊草，優(yōu)選重金屬活化 劑為磷酸二氫銨、檸檬酸鈉、EDTA、二巰基丁二酸、酒石酸鈉；
[0011] 治理汞污染，優(yōu)選的重金屬超富集植物為大米草，優(yōu)選重金屬活化劑為硫化鈉、硫 化鉀、碘化鉀、硫代硫酸鹽；
[0012] 治理鉻污染，優(yōu)選的重金屬超富集植物為蘆竹、黃豆、李氏禾、蒲公英、印度芥菜， 優(yōu)選重金屬活化劑為朽1檬酸、朽1檬酸銨、EDTA;
[0013]治理銅污染，優(yōu)選的重金屬超富集植物為海州香薷優(yōu)選的植物為海州香薷、鴨跖 草、酸模、紫花香薷、甘薯，優(yōu)選重金屬活化劑為EDTA、EDDS、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸。
[0014]第二階段：經(jīng)過第一階段的治理，土壤中的重金屬濃度得到大幅度地降低，重金屬 中容易被植物吸收的形態(tài)、數(shù)量極大地減少，繼續(xù)采用種植重金屬超富集植物來降低重金 屬濃度變得效率低下，不現(xiàn)實不經(jīng)濟。此時農(nóng)田土壤中的重金屬濃度有可能還沒有達到標 準要求，通過在農(nóng)田土壤中施加重金屬的鈍化劑，同時種植對重金屬吸收量比較低的農(nóng)作 物，使得收獲的農(nóng)作物中重金屬的含量低于標準限值，即種植收獲的農(nóng)作物可以正常安全 使用。對于不同的重金屬污染土壤，可以選用的重金屬鈍化劑如下：
[0015]對鉛、鎘的鈍化，優(yōu)選重金屬鈍化劑為磷酸鹽、硅酸鈣、沸石、膨潤土、巰基化膨潤 土、含水的鐵和錳氧化物、有機肥、腐殖酸、石灰、磷肥、粘土及其復配物；
[0016]對砷的鈍化，優(yōu)選重金屬鈍化劑為磷酸鹽、有機肥、鎂鋁鐵錳金屬氧化物、石灰；
[0017]對汞的鈍化，優(yōu)選重金屬鈍化劑為磷酸鹽、有機肥、腐殖酸、硅藻土、鐵錳金屬氧化 物、石灰；
[0018]對鉻的鈍化，優(yōu)選重金屬鈍化劑為磷酸鹽與氯化鈉復合物、有機肥、赤泥、鐵屑、硫 酸亞鐵、乙酸鈉；
[0019]對銅的鈍化，優(yōu)選重金屬鈍化劑為磷酸鹽、有機肥、磷石膏、紅石膏、白云石殘渣、 赤泥。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 通過兩種不同技術(shù)兩個治理階段的耦合應用，一方面使得農(nóng)田土壤中的重金屬濃 度大幅度地降低，另一方面農(nóng)田可以盡早地投入安全生產(chǎn)使用，從總體上提高了重金屬污 染農(nóng)田修復的效率。
[0022] 本發(fā)明是對植物修復法與化學修復法的有機結(jié)合，特別適用于大面積重金屬污染 的農(nóng)田土壤。
[0023] 具體實施方法
[0024] 實施例1
[0025]某農(nóng)田處于硫鐵礦浮選區(qū)域，長期含Cd污染的廢水排放造成了周圍農(nóng)田Cd污染， 含Cd平均2mg/kg;該污染土壤粘土含量10?16%，pH值6. 5。
[0026] 采用本發(fā)明對15畝10000m2Cd污染農(nóng)田進行修復。
[0027]第一階段，種植天藍遏藍菜，施加檸檬酸銨和羥基乙酸，收獲天藍遏藍菜。
[0028]天藍遏藍菜為一年生直立草本，高9?60cm，3月末播種，是Cd的超富集植物。
[0029]播種遏藍菜：3月下旬，在土壤修復區(qū)域，深翻耕15?25cm，整地作畦；在畦上行 距15cm、深1. 5cm的淺溝中播撒種子，立即蓋土碾壓。5?7天后，出苗。
[0030]田間管理：當幼苗高6?8cm時及時進行間苗和定苗，補齊缺苗并松土除草，4 月中旬灌溉1次，每畝施尿素10kg，灌溉水采用添加檸檬酸銨0.OOlmol/L與羥基乙酸 0.0005mol/L的水溶液，其中檸檬酸銨、羥基乙酸為重金屬活化劑；
[0031] 收獲加工：在6月開始采收種子，遏藍菜邊開花變成熟，因此隨時采摘成熟果實， 晾干后取出種子，選取飽滿無病蟲害的種子裝袋貯存于冰箱中，7月底采用拔除方式收獲遏 藍菜；第二年春天播種。
[0032] 連續(xù)3年種植和收獲：每次種植前，進行深翻耕20_25cm;連續(xù)種植和收獲天藍遏 藍菜3季，第3次收獲采用拔除收獲天藍遏藍菜；檢測土壤中重金屬Cd含量為pH5. 5? 6. 5,1. 3mg/kg，尚未達到土壤環(huán)境質(zhì)量標準（GB15618-1995)中的三級標準（三級土壤質(zhì) 量標準為小于等于l.Omg/kg)，但是已經(jīng)比較接近；表1為每季收獲天藍遏藍菜后，土壤 中Cd的含量。
[0033] 表1 土壤中鎘濃度的變化
[0034]
【主權(quán)項】
1. 一種耦合活化和飩化的農(nóng)田土壤重金屬污染修復方法，其特征在于本發(fā)明所采用的 技術(shù)方案是： 土壤重金屬污染分為兩個修復階段：第一階段修復，包括種植重金屬超富集植物，在土 壤中施加重金屬活化劑，收獲富集了重金屬的植物，使得農(nóng)田土壤中的重金屬濃度高效率 地降低；第二階段修復，包括在土壤中施加重金屬鈍化劑，種植和收獲重金屬含量安全達標 的農(nóng)作物，使農(nóng)田可以盡早地投入安全生產(chǎn)使用，從總體上提高了重金屬污染農(nóng)田修復的 效率。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種耦合活化和鈍化的農(nóng)田土壤重金屬污染修復方法，屬于環(huán)境技術(shù)保護領域；本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：第一階段，種植重金屬超富集植物，在土壤中施加重金屬活化劑，收獲富集了重金屬的植物；第二階段，在土壤中施加重金屬鈍化劑，種植和收獲重金屬含量安全達標的農(nóng)作物；通過兩種不同技術(shù)兩個治理階段的耦合應用，一方面使得農(nóng)田土壤中的重金屬濃度高效率地降低，另一方面農(nóng)田可以盡早地投入安全生產(chǎn)使用，從總體上提高了重金屬污染農(nóng)田修復的效率，適用于大面積重金屬污染的農(nóng)田土壤。
【IPC分類】B09C1-08, B09C1-00
【公開號】CN104550208
【申請?zhí)枴緾N201310476035
【發(fā)明人】龔宇陽, 李東明, 穆成華
【申請人】中環(huán)循(北京)環(huán)境技術(shù)中心
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月12日