CN104588406A - 一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于土壤治理领域，尤其涉及一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方法。本申请通过在设置有第一池体和第二池体的土壤重金属治理装置中种植植物来吸收土壤中的重金属。植物在土壤重金属治理装置的第一池体形成陆生根，在土壤重金属治理装置的第二池体形成须状不定根，此种根系结构有利于植物迅速、可持续的生长发育和快速吸收金属元素。实验结果表明，本发明提供的土壤重金属治理方法可同时吸收两种以上的土壤中重金属元素，植物种植80～100天后，单位面积上栽种的植物从土壤中吸收的重金属元素量达到1～52mg/m2。
Description
技术领域
本发明属于土壤治理领域，尤其涉及一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方法。
背景技术
随着工业和矿业的快速发展，以及污灌和污泥滥用，农药化肥不合理施用，化石类燃料和农用薄膜的不完全燃烧等一系列原因，使得重金属污染已呈日趋严重，对生态环境和人体健康造成了极大的威胁。此外，重金属污染还将导致土壤退化，农作物歉收，并且可能通过食物链影响人类的生命安全。因此，对重金属污染土壤的治理和修复，任务十分紧迫。
土壤重金属治理和修复方法有化学治理技术、植物吸收技术等。化学治理技术是向土壤中添加钝化剂，通过吸附、络合、沉淀、氧化还原和离子交换等一系列反应，降低重金属的生物有效性和可迁移性，达到降低土壤重金属含量目的。植物吸收技术是利用植物吸收、分解、固化土壤中的重金属，降低其在土壤中的含量。在重金属治理技术中，植物吸收技术因具有治理成本低、不受土壤类型的限制等优势而得到广泛应用，但现有植物吸收技术存在着重金属吸收种类单一和吸收量低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方法，本发明提供的方法可以同时吸收多种土壤中的重金属，且重金属的吸收量高。
本发明提供了一种土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；
所述隔板上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；
所述第一池体上设置有进水口；
所述第一池体用于放置待治理重金属土壤和植物；
所述第二池体用于储存水。
优选的，所述第一池体和第二池体的高度比为0.5～0.9：0.5～0.1。
本发明提供了一种土壤重金属治理方法，包括以下步骤：
a)、将待治理重金属土壤加入权利要求1～2任一项所述土壤重金属治理装置的第一池体；
b)、在所述第一池体种植植物；向所述第一池体加入水，水流经第一池体进入所述土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重金属治理；
所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。
优选的，步骤a)中，所述待治理重金属土壤先与添加剂混合，再加入所述第一池体；
所述添加剂为土壤重金属钝化剂和/或土壤调节剂。
优选的，所述土壤重金属钝化剂为石灰、硅肥和有机肥中的一种或多种。
优选的，所述土壤调节剂为菌渣和/或珍珠岩。
优选的，所述待治理重金属土壤和土壤重金属钝化剂的质量比为100～1000：1～10。
优选的，所述待治理重金属土壤和土壤调节剂的质量比为6～10：4～1。
优选的，所述植物在第一池体的种植密度为20～50株/m2。
优选的，所述第一池体中待治理重金属土壤的厚度为10～50cm。
与现有技术相比，本发明提供了一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方法。本发明提供的土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；所述隔板上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；所述第一池体上设置有进水口；所述第一池体用于放置待治理重金属土壤和植物；所述第二池体用于储存水。本发明将待治理重金属土壤加入上述土壤重金属治理装置的第一池体；在所述第一池体种植植物；向所述第一池体加入水，水流经第一池体进入所述土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重金属治理；所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。本发明通过在设置有第一池体和第二池体的土壤重金属治理装置中种植杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种来吸收土壤中的重金属。杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干都可以从土壤中吸收两种以上的重金属元素。同时，上述植物在土壤重金属治理装置的第一池体形成陆生根，在土壤重金属治理装置的第二池体形成须状不定根，此种根系结构有利于植物迅速、可持续的生长发育和快速吸收金属元素。本发明在给植物加水过程中，部分土壤中的重金属随水流入土壤重金属治理装置的第二池体，降低了土壤重金属治理装置第一池体中的重金属浓度，从而提高了植物对第一池体重金属元素的吸收。实验结果表明，本发明提供的土壤重金属治理方法可同时吸收两种以上的土壤中重金属元素，植物种植80～100天后，单位面积上栽种的植物从土壤中吸收的重金属元素量达到1～52mg/m2。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；
所述隔板上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；
所述第一池体上设置有进水口；
所述第一池体用于放置待治理重金属土壤和植物；
所述第二池体用于储存水。
参见图1，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图，其中1为反应池，2为隔板，3为第一池体，4为第二池体。
本发明提供的土壤重金属治理装置包括反应池1和隔板2。其中，隔板2上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体3与第二池体4。第一池体3上设置有进水口，第一池体3用于放置待治理重金属土壤和植物，第二池体4用于储存水。
在本发明提供的一个实施例中，隔板2上的小孔孔径为6～20mm；在本发明提供的另一个实施例中，隔板2上的小孔孔径为8～12mm。在本发明提供的一个实施例中，隔板2上的开孔数为3000～20000个/m2；在本发明提供的另一个实施例中，隔板2上的开孔数为6000～10000个/m2。
在本发明提供的一个实施例中，第一池体3和第二池体4的高度比为0.5～0.9：0.5～0.1；在本发明提供的另一个实施例中，第一池体3和第二池体4的高度比为0.6～0.8：0.4～0.2；在本发明提供的其他实施例中，第一池体3和第二池体4的高度比为0.618～0.79：0.382～0.21。
在本发明中，首先将待治理重金属土壤加入上述土壤重金属治理装置的第一池体3。然后，在第一池体3种植植物，所述植物包括但不限于杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。接着，通过设置在第一池体3上的进水口向第一池体3中加水，水流经第一池体3后，通过隔板2上的小孔进入第二池体4。植物生长过程中，植物的根系通过隔板2上的小孔进入第二池体4，植物根系在第一池体3形成陆生根，在第二池体4形成须状不定根，植物根系持续从第一池体3和第二池体4中吸收重金属离子，实现土壤中重金属治理。
在本发明提供的土壤重金属治理装置中种植植物时，植物根系的上半部分处在第一池体，下半部分处于第二池体。由于植物根系的不同部位处在不同环境中，导致植物根系的形态发生变化，其中第一池体的根按照陆生根的发育模式生长，而第二池体的根则按照须状不定根的发育模式生长。通过这种培养方式，植物根系在第二池体形成放射爆炸式不定根根系，实现了营养传送的最简洁、最快速化，可以保证植物迅速和可持续生长发育，利于植物对重金属元素的吸收。
本发明提供了一种土壤重金属治理方法，包括以下步骤：
a)、将待治理重金属土壤加入上述技术方案所述的土壤重金属治理装置的第一池体；
b)、在所述第一池体种植植物；向所述第一池体加入水，水流经第一池体进入所述土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重金属治理；
所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。
在本发明提供的治理方法中，首先将待治理重金属土壤加入所述土壤重金属治理装置的第一池体。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中锌元素的含量为500～600mg/kg；在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤中锌元素的含量为300～400mg/kg；在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重金属土壤中锌元素的含量为250mg/kg以下。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中铅元素的含量为500～600mg/kg；在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤中铅元素的含量为400～500mg/kg；在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重金属土壤中铅元素的含量为300mg/kg以下。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中汞元素的含量为1.5～2mg/kg；在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤中汞元素的含量为1～1.5mg/kg；在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重金属土壤中汞元素的含量为0.5mg/kg以下。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中铜元素的含量为400～500mg/kg；在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤中铜元素的含量为200～300mg/kg；在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重金属土壤中铜元素的含量为100mg/kg以下。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤先与添加剂混合，再加入所述第一池体，所述添加剂为土壤重金属钝化剂和/或土壤调节剂。在本发明提供的一个实施例中，所述土壤重金属钝化剂为石灰、硅肥和有机肥中的一种或多种；在本发明提供的另一个实施例中，所述土壤重金属钝化剂为石灰、硅肥和有机肥，所述石灰、硅肥和有机肥的质量比为1～10：0.5～5：10～100；在本发明提供的其他实施例中，所述土壤重金属钝化剂为石灰、硅肥和有机肥，所述石灰、硅肥和有机肥的质量比为3～5：1～3：30～50。在本发明提供的一个实施例中，所述有机肥的有效活菌数≥3000万，有机质含量≥45wt％，氮磷钾含量8wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述硅肥为硅钙镁钾肥。在本发明提供的一个实施例中，所述硅钙镁钾肥的Si含量≥20wt％，CaO含量≥25wt％，K2O含量≥5wt％，MgO含量≥10wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤和土壤重金属钝化剂的质量比为100～1000：1～10；在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤和土壤重金属钝化剂的质量比为300～400：5～6。在本发明提供的一个实施例中，所述土壤调节剂为菌渣和/或珍珠岩。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤和土壤调节剂的质量比为6～10：4～1。在本发明提供的一个实施例中，所述第一池体中待治理土壤的厚度与第一池体高度相同；在本发明提供的另一个实施例中，所述第一池体中待治理重金属土壤的厚度为10～50cm；在本发明提供的其他实施例中，所述第一池体中待治理重金属土壤的厚度为15～35cm。
然后，在所述第一池体种植植物。在本发明提供的一个实施例中，所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。在本发明提供的一个实施例中，所述植物在第一池体的种植密度为20～50株/m2；在本发明提供的另一个实施例中，所述植物在第一池体的种植密度为30～50株/m2。
植物种植完毕后，向所述第一池体加入水，水流经第一池体后，通过隔板上的小孔进入所述土壤重金属治理装置的第二池体。在本发明中，对所述植物种植过程中的加水量没有特别限定，根据植物生长情况适量加水即可。在本发明提供的一个实施例中，所述第二池体的水位与在第二池体高度持平，所述土壤的含水率优选保持在30％以上；在本发明提供的另一个实施例中，所述土壤的含水率优选保持在40～45％。
在本发明中，对所述第一池体种植植物和向所述第一池体加入水的先后顺序没有特别限定，可以按照上述技术方案，先在第一池体种植植物，然后再向第一池体加水；也可以先向第一池体加入水后，再在第一池体种植植物。
植物种植完成后，植物在土壤重金属治理装置的第一池体中生长，生长过程中，植物的根系通过隔板上的小孔进入土壤重金属治理装置的第二池体，植物根系在第一池体形成陆生根，在第二池体形成须状不定根，植物根系持续从第一池体和第二池体吸收重金属离子，实现土壤中重金属治理。
本发明通过在设置有第一池体和第二池体的土壤重金属治理装置中种植杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种来吸收土壤中的重金属。杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干都可以从土壤中吸收两种以上的重金属元素。同时，上述植物在土壤重金属治理装置的第一池体形成陆生根，在土壤重金属治理装置的第二池体形成须状不定根，此种根系结构有利于植物迅速、可持续的生长发育和快速吸收金属元素。本发明在给植物加水过程中，部分土壤中的重金属随水流入土壤重金属治理装置的第二池体，降低了土壤重金属治理装置第一池体中的重金属浓度，从而步提高了植物对第一池体重金属元素的吸收。实验结果表明，本发明提供的土壤重金属治理方法可同时吸收两种以上的土壤中重金属元素，植物种植80～100天后，单位面积上栽种的植物从土壤中吸收的重金属元素量达到1～52mg/m2。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.35m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将933.33kg土壤与683.48g三水乙酸铅、1230.97g七水硫酸锌、0.126g氯化汞和733.41g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和93.33kg珍珠岩、1.17kg石灰、0.7kg硅肥和11.67kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.35m的土壤层，然后将30株杜鹃幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，土壤取自湖南省益阳市南县湖南欣宏农业综合开发有限公司洞庭湖基地；珍珠岩由湖南省园艺研究所提供；有机肥为长沙浩博生物技术有限公司生产生物有机肥，有效活菌数≥3000万，有机质含量≥45wt％，氮磷钾含量8wt％；硅肥为北京亚科丰肥业有限公司生产硅钙镁钾肥，Si≥20wt％，CaO≥25wt％，K2O≥5wt％，MgO≥10wt％；杜鹃幼苗由湖南省园艺研究所提供。
种植80天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表1所示，表1为实施例1种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表1 实施例1种植的植物干重和重金属含量检测数据
实施例2
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.15m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将400kg土壤与292.92g三水乙酸铅、527.56g七水硫酸锌、0.054g氯化汞和314.32g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和40kg珍珠岩、0.5kg石灰、0.3kg硅肥和5kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.15m的土壤层，然后将30株紫红星彩叶草幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，紫红星彩叶草幼苗由湖南省园艺研究所提供，其余原料的来源与实施例1相同。
种植90天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表2所示，表2为实施例2种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表2 实施例2种植的植物干重和重金属含量检测数据
实施例3
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.25m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将666.67kg土壤与488.2g三水乙酸铅、879.27g七水硫酸锌、0.09g氯化汞和523.87g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和66.67kg珍珠岩、0.83kg石灰、0.5kg硅肥和8.33kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.25m的土壤层，然后将30株冷水花幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，冷水花幼苗由湖南省园艺研究所提供，其余原料的来源与实施例1相同。
种植100天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表3所示，表3为实施例3种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表3 实施例3种植的植物干重和重金属含量检测数据
实施例4
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.15m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将400kg土壤与292.92g三水乙酸铅、527.56g七水硫酸锌、0.054g氯化汞和314.32g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和40kg珍珠岩、0.5kg石灰、0.3kg硅肥和5kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.15m的土壤层，然后将30株黄虹彩叶草幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，黄虹彩叶草幼苗由湖南省园艺研究所提供，其余原料的来源与实施例1相同。
种植80天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表4所示，表4为实施例4种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表4 实施例4种植的植物干重和重金属含量检测数据
实施例5
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.15m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将400kg土壤与292.92g三水乙酸铅、527.56g七水硫酸锌、0.054g氯化汞和314.32g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和40kg珍珠岩、0.5kg石灰、0.3kg硅肥和5kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.15m的土壤层，然后将30株景天幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，景天幼苗由湖南省园艺研究所提供，其余原料的来源与实施例1相同。
种植90天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表5所示，表5为实施例5种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表5 实施例5种植的植物干重和重金属含量检测数据
实施例6
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.15m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将400kg土壤与292.92g三水乙酸铅、527.56g七水硫酸锌、0.054g氯化汞和314.32g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和40kg珍珠岩、0.5kg石灰、0.3kg硅肥和5kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.15m的土壤层，然后将30株虎剌梅幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，虎剌梅幼苗由湖南省园艺研究所提供，其余原料的来源与实施例1相同。
种植100天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表6所示，表6为实施例6种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表6 实施例6种植的植物干重和重金属含量检测数据
实施例7
采用图1所述的土壤重金属治理装置栽培植物，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。所述土壤重金属治理装置的上口尺寸为1m×1m，下口尺寸为0.6m×0.6m，第一池体高度为0.15m，第二池体高度为0.0927m，隔板的开孔数为6000-10000个/m2，孔径为8-12mm。
将400kg土壤与292.92g三水乙酸铅、527.56g七水硫酸锌、0.054g氯化汞和314.32g五水硫酸铜混合均匀，得到铅元素含量400mg/kg、锌元素含量300mg/kg、汞元素含量1.0mg/kg、铜元素含量200mg/kg的重金属土壤。
将配制好的重金属土壤和40kg珍珠岩、0.5kg石灰、0.3kg硅肥和5kg有机肥混合，混合均匀后，放入土壤重金属治理装置的第一池体，整平，得到厚度为0.15m的土壤层，然后将30株射干幼苗均布栽种在第一池体，并向第一池体浇洒去离子水，去离子水流经第一池体后进入第二池体，待第二池体去离子水位达到第二池体高度后，停止加水。之后，每天根据植物生长情况适当向第一池体浇洒去离子水，保持土壤的含水率为40％，保持第二池体水位与第二池体高度持平。
在本实施例中，射干幼苗由湖南省园艺研究所提供，其余原料的来源与实施例1相同。
种植100天后，收集种植的植物样品的地上部分，烘干、粉碎、称重，然后进行重金属含量的测定。其中，汞总量测定参照GB/T 5009.17-2003：冷原子吸收光谱法进行检测；铜总量测定参照GB/T 5009.13-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；锌总量测定参照GB/T 5009.14-2003：石墨炉原子分光光度法进行检测；铅总量测定参照GB/T 5009.12-2010：石墨炉原子分光光度法进行检测。检测结果如表7所示，表7为实施例7种植的植物干重和重金属含量检测数据。
表7 实施例7种植的植物干重和重金属含量检测数据
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；
所述隔板上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；
所述第一池体上设置有进水口；
所述第一池体用于放置待治理重金属土壤和植物；
所述第二池体用于储存水。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一池体和第二池体的高度比为0.5～0.9：0.5～0.1。
3.一种土壤重金属治理方法，包括以下步骤：
a)、将待治理重金属土壤加入权利要求1～2任一项所述土壤重金属治理装置的第一池体；
b)、在所述第一池体种植植物；向所述第一池体加入水，水流经第一池体进入所述土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重金属治理；
所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的治理方法，其特征在于，步骤a)中，所述待治理重金属土壤先与添加剂混合，再加入所述第一池体；
所述添加剂为土壤重金属钝化剂和/或土壤调节剂。
5.根据权利要求4所述的治理方法，其特征在于，所述土壤重金属钝化剂为石灰、硅肥和有机肥中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的治理方法，其特征在于，所述土壤调节剂为菌渣和/或珍珠岩。
7.根据权利要求4所述的治理方法，其特征在于，所述待治理重金属土壤和土壤重金属钝化剂的质量比为100～1000：1～10。
8.根据权利要求4所述的治理方法，其特征在于，所述待治理重金属土壤和土壤调节剂的质量比为6～10：4～1。
9.根据权利要求3所述的治理方法，其特征在于，所述植物在第一池体的种植密度为20～50株/m2。
10.根据权利要求3所述的治理方法，其特征在于，所述第一池体中待治理重金属土壤的厚度为10～50cm。
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