CN105798059A

CN105798059A - 一种治理土壤重金属的方法

Info

Publication number: CN105798059A
Application number: CN201610250782.3A
Authority: CN
Inventors: 孔海燕; 陈家和; 陈丞彦
Original assignee: Xiamen Rentianjing Agriculture Technology Co Ltd
Current assignee: Xiamen Rentianjing Agriculture Technology Co Ltd
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2016-07-27

Abstract

本发明公开了一种治理土壤重金属的方法，将有益菌群与为上述菌群提供营养的基质以质量比1:5~10混合并搅拌均匀形成微生物剂，均匀洒在需要处理的土地上，用量为2~3kg/亩地，进行松土，翻地，使微生物剂与土壤充分接触，翻地后对土地进行灌溉，至第7天测试土壤，观察土壤重金属降解情况，依据重金属污染程度以及降解需求，调整微生物剂的施作量以及施作次数；本发明的治理土壤重金属的方法，可安全、环保、高效地降解土壤中的重金属，满足社会经济发展需求。

Description

一种治理土壤重金属的方法

技术领域

本发明属于土壤治理技术领域，涉及一种治理土壤重金属的方法，具体涉及一种用微生物剂治理土壤重金属的方法。

背景技术

土壤是人类生存与发展的重要自然资源，然而，目前全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。全国土壤总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。

从污染物超标情况看，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％。

从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

土壤重金属的治理刻不容缓。目前，重金属污染的修复主要有两种途径：1、改变重金属的存在状态，降低其活性，使其钝化，脱离食物链，减小其毒性。2、利用特殊植物吸收土壤中的重金属，然后将该植物除去或用工程技术将重金属变为可溶态、游离态，再经过淋洗，然后收集淋洗液中的重金属，从而达到回收重金属和减少土壤中重金属的双重目的。国内外采用的方法一般可分为工程措施、农业措施、改良措施和生物措施。

场地重金属污染土壤修复是利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的重金属，使其浓度降低到可接受水平，满足相应土地利用类型的要求。按照技术类别可以将场地土壤重金属污染修复分为物理修复、化学修复、生物修复、联合修复以及农业生态修复等。

目前，根据污染源、暴露途径和受体分类，土壤修复技术可进行如下分类：

土壤修复技术评价参数表

注：

1)成熟性：F-规模应用；P-中试规模。

2)污染物类型：a-挥发性；b-半挥发性；c-重碳水化合物；d-杀虫剂；e-无机物；f-重金属。

3)土壤质地：A-细粘土；B-中粒粘土；C-淤质粘土；D-粘质壤土；E-淤质壤土；F-淤泥；G-砂质壤土：H-砂质肥土；I-砂土。

4)￥＝低成本；￥+＝低到中等成本；￥￥＝中等成本；￥￥￥＝高成本。

5)修复时间为每种技术的实际运行时间，不包括修复调查、可行性研究、修复技术筛选、修复工程设计等的时间。

6)“—”表示不确定。

7)对稳定/固化技术，污染物去除率特指土壤浸出液中污染物去除率。

然而土壤重金属污染物的迁移转化非常复杂，治理极其艰难，因此，研发能够快速、有效改良土壤重金属的试剂以及方法和技术是迫切的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对目前土壤重金属污染严重的现状，提供一种用环境友好的微生物剂快速有效地治理土壤重金属的方法，用于改良土壤重金属，减少土壤中重金属总量。

具体的，本发明的治理土壤重金属的方法，包括下述步骤：

1)混料：将有益菌群与为上述菌群提供营养的基质以质量比1:5～10混合并搅拌均匀形成微生物剂；

2)撒料：将搅拌后的微生物剂均匀洒在需要处理的土地上，所述微生物剂的用量为2～3kg/亩地；

3)翻地：对均匀撒好微生物剂的土地进行松土，翻地，使微生物剂与土壤充分接触，翻地深度为15cm～20cm；

4)浇灌激活：翻地后对土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤相对湿度达80％以上；

5)测试：维持上述土地湿度至第7天(因7天为微生物菌发挥作用最佳周期)，测试土壤，观察土壤重金属降解情况；

6)根据土壤环境质量国家标准GB15618-1995(见表1)，若未达标，则再次按第2步、第3步、第4步施作一次；

7)维持土地相对湿度80％以上至15天，再次测试土壤重金属降解情况；

8)依据重金属污染程度以及降解需求(土壤环境质量国家标准GB15618-1995)，调整微生物剂的施作量以及施作次数。

表1土壤环境质量标准值GB15618-1995单位：mg/kg

其中，一级标准为保护区自然环境、维持自然背景的土壤质量的限制值。二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。三级标准为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。

上述技术方案中，所述的有益菌群，以质量份数计，包括以下组分：1份浓度为1.1～1.5*10⁸个/g的光合细菌、1份浓度为3.3～3.5*10⁸个/g的放线菌、1份浓度为1.1～1.5*10⁸个/g的乳酸菌、1份浓度为2～3*10⁸个/g的酵母菌、2份浓度为6～8*10⁸个/g的枯草芽孢杆菌、1份浓度为1～2*10⁸个/g的苏云金芽孢杆菌、1份浓度为5～6*10⁸个/g的巨大芽孢杆菌、1份浓度为2～3*10⁸个/g的固氮菌、1份浓度为2～2.5*10⁸个/g的柠檬酸细菌、2份浓度为1.1～1.5*10⁸个/g的地衣芽孢杆菌。

上述技术方案中，以质量份数计，所述的基质包含下述组分：

麦皮25～30份、米糠25～30份、豆粕15～20份、奶粉6～10份、肉桂5～8份、甲壳类骨粉5～8份、氧化镁2～3份、鱼精6～8份、糖蜜4～6份；其中，所述的麦皮、米糠可单种也可同时任意比混合作为基质。

进一步的，以质量份数计，所述的基质包含下述组分：

麦皮25份、米糠25份、豆粕20份、奶粉8份、肉桂5份、甲壳类骨粉5份、氧化镁2份、鱼精6份、糖蜜4份。

治理土壤重金属所用的有益菌群，可以通过提取牛粪中的有益菌群得到。首先选取能够与土壤重金属反应的有益菌群，然后将这些有益菌群植入植物中，再供给牧牛食用，通过牛的四个胃咀嚼消化，最后通过粪便排泄出，接着在牛的粪便中将这些有益菌群再次提取出来。在此过程中，这些菌群保持活性，因此，所提取的有益菌群具有高活性，在土壤重金属治理过程中，效果显著。

所采用的基质主要用于为其中的有益微生物菌群提供营养，有益微生物菌群能在10～70℃状态下附着在基质上并保持睡眠状态，多种有益菌能够和平共处加以保存，不产生拮抗作用，使用时，仅需加水稀释，就可使有益微生物菌群苏醒，共同一致与土壤中重金属反应。在土壤环境中，微生物菌群能够利用有效的营养和能源，通过各种代谢活动直接或间接地进行，对于各种土壤环境均有作用，包括强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性等。

本发明的治理土壤重金属的方法，可安全、环保、高效地降解土壤中的重金属，满足社会经济发展需求。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，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的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。

实施例1

1)混料：将有益菌群，包括光合细菌1kg(浓度为1.1～1.5亿个/g)、放线菌1kg(浓度为3.3～3.5亿个/g)、乳酸菌1kg(浓度为1.1～1.5亿个/g)、酵母菌1kg(浓度为2～3亿个/g)、枯草芽孢杆菌2kg(浓度为6～8亿个/g)、苏云金芽孢杆菌1kg(浓度为1～2亿个/g)、巨大芽孢杆菌1kg(浓度为5～6亿个/g)、固氮菌1kg(浓度为2～3亿个/g)、柠檬酸杆菌1kg(浓度为2～2.5亿个/g)、地衣芽孢杆菌2kg(浓度为1.1～1.5亿个/g)，与为有益菌群提供营养的基质，包括麦皮25kg、米糠25kg、豆粕20kg、奶粉8kg、肉桂5kg、甲壳类骨粉5kg、氧化镁2kg、鱼精6kg、糖蜜4kg，混合并搅拌均匀形成微生物剂；

2)撒料：将搅拌后的微生物剂均匀洒在需要处理的土地上，所述微生物剂的用量为2kg/亩地；

3)翻地：对均匀撒好微生物剂的土地进行松土，翻地，使微生物剂与土壤充分接触，翻地深度为15cm-20cm；

4)浇灌激活：翻地后对土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤湿度达80％以上；

5)测试：维持上述土地湿度至第7天，测试土壤，观察土壤重金属降解情况；

6)根据土壤环境质量国家标准GB15618-1995，若未达标，则再次按第2步、第3步、第4步施作一次；

8)依据重金属污染程度以及降解需求，调整微生物剂的施作量以及施作次数。

表2为经过5天土壤处理水稻种植田地后，测试土壤重金属成分及含量。

表2土壤重金属含量对比单位：mg/kg

土壤	铜	锌	铁	锰	砷	汞	铅	镉	铬
										未处理	16.98	0.76	13.7	5.6	5.46	0.04	18.6	0.069	54.12
处理5天	0.77	0.56	12.2	4.8	4.85	0.032	17.21	0.063	53.3
										降解率(％)	95.5	26.3	10.9	14.3	11.2	20	7.5	8.7	1.5

表3为经过7土壤处理高粱地后，测试土壤重金属成分及含量。

表3土壤重金属含量对比单位：mg/kg

土壤	铜	锌	铁	锰	砷	汞	铅	镉	铬
										未处理	19.88	0.86	13.7	5.6	5.86	0.068	20.86	0.094	62.02
处理7天	0.89	0.55	14.3	4.8	4.88	0.046	18.57	0.077	60.41
										降解率(％)	95.5	36	-4.3	14.3	16.7	32.3	11	18	2.6

由此可见，本发明所述的用于改良土壤重金属的微生物剂对土壤中的铜、锌、锰、砷、汞、铅、镉、铬均具有降解作用，且处理周期短，效果显著。

其中，铁的含量是升高的，主要原因在于微生物菌通过吸附、代谢等反应，将重金属元素分离或降低其毒性，同时转化为有益元素(如铁元素)。

于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种治理土壤重金属的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）将有益菌群与为上述菌群提供营养的基质以质量比1:5~10混合并搅拌均匀形成微生物剂；

2）将搅拌后的微生物剂均匀洒在需要处理的土地上，所述微生物剂的用量为2~3kg/亩地；

3）对均匀撒好微生物剂的土地进行松土，翻地，使微生物剂与土壤充分接触，翻地深度为15cm~20cm；

4）翻地后对土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤相对湿度达80%以上；

5）维持上述土地湿度至第7天，测试土壤，观察土壤重金属降解情况；

6）根据土壤环境质量国家标准GB15618-1995，若未达标，则再次按第2步、第3步、第4步施作一次；

7）维持土地相对湿度80%以上至15天，再次测试土壤重金属降解情况；

8）依据重金属污染程度以及降解需求，调整微生物剂的施作量以及施作次数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以质量份数计，所述的有益菌群包括以下组分：

1份浓度为1.1~1.5*108个/g的光合细菌、1份浓度为3.3~3.5*108个/g的放线菌、1份浓度为1.1~1.5*108个/g的乳酸菌、1份浓度为2~3*108个/g的酵母菌、2份浓度为6~8*108个/g的枯草芽孢杆菌、1份浓度为1~2*108个/g的苏云金芽孢杆菌、1份浓度为5~6*10⁸个/g的巨大芽孢杆菌、1份浓度为2~3*10⁸个/g的固氮菌、1份浓度为2~2.5*10⁸个/g的柠檬酸细菌、2份浓度为1.1~1.5*10⁸个/g的地衣芽孢杆菌。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以质量份数计，所述的基质包含下述组分：麦皮25~30份、米糠25~30份、豆粕15~20份、奶粉6~10份、肉桂5~8份、甲壳类骨粉5~8份、氧化镁2~3份、鱼精6~8份、糖蜜4~6份；其中，所述的麦皮、米糠可单种也可同时任意比混合作为基质。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以质量份数计，所述的基质包含下述组分：麦皮25份、米糠25份、豆粕20份、奶粉8份、肉桂5份、甲壳类骨粉5份、氧化镁2份、鱼精6份、糖蜜4份。