CN106424105A - 一种植物修复农田Hg污染土壤的方法 - Google Patents

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董天昊
吕正勇
李淑彩
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朱湖地
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    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • B09C1/105—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes using fungi or plants
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Abstract

本发明提供一种植物修复农田Hg污染土壤的方法，属于农田土壤修复治理技术领域，包括如下步骤：1）在Hg污染土壤中施肥，改善土壤肥力；2）在改善后的土壤中种植乳浆大戟。本发明通过改良土壤肥力，种植富集作物乳浆大戟对污染农田的重金属Hg进行富集，从而解决农田土壤受重金属汞含量过高的问题。

Description

一种植物修复农田Hg污染土壤的方法
技术领域
本发明属于Hg污染土壤修复领域，具体涉及一种植物修复农田Hg污染土壤的方法。
背景技术
汞是一种对环境危害较大、人体非必需的元素。自工业化以来的大规模人类活动，导致了大量的汞排入到环境中。伴随着金矿等开采，导致了周围土壤和水体的严重汞污染，含汞废弃物仍在不断增加。在我国，随着经济的高速增长和城市化的不断提高，全国范围内汞污染土壤问题十分严峻，尤其对农田土壤造成了严重危害。典型地区的调查结果表明，汞污染土壤对水环境和农产品质量构成了显著威胁。由于进入农田土壤中的无机汞，可以在硫酸盐还原菌或化学作用下，转化为毒性更大，能通过食物链产生生物放大效应的甲基汞，进而可以导致汞的生物累积效应的发生。因此，农田土壤汞污染物尤其是甲基汞，还将会通过食物链而影响植物、动物，最终威胁人类的健康。目前，如何解决汞污染农田土壤问题以及污染土壤的修复，已成为世界各国一项十分紧迫的任务。
许多国家都投入大量的人力、物力研究清楚农田土壤汞污染的途径。传统修复方法有土壤挖掘、填埋，土壤清晰以及通过物理化学技术进行固化、提取等。但这些方法效率低、成本高，同时还破坏了土壤原有的生物环境。不利于农田土壤的后续利用。
利用绿色植物来原位修复土壤污染的技术日渐兴起。与传统的化学修复、物理和工程修复等技术手段相比，它具有投资低、操作简便、不造成二次污染以及具有潜在或显著经济效益等优点。植物修复更适应环境保护的要求，越来越受到各国政府、科技界和企业界的重视和青睐。从农田污染土壤治理的角度，采用植物修复技术比较适合国情的土壤污染治理途径。
汞是一种全球性污染物，目前，汞的植物提取技术是最有发展前途的汞污染土壤的植物修复技术。能把具有抵抗汞毒性能力的天然植物应用于汞污染土壤的植物修复，即经济有效，又有利于保护生态环境。
乳浆大戟（Euphorbia esula Linn.）属大戟科多年生草本植物。高15～40cm，有白色乳液，茎直立，下部带淡紫色，短枝或营养枝上的叶密生，长枝或开花的茎上叶互生，顶端钝、微凹或有细凸尖。多岐聚伞花序顶生，总苞片对生，半圈形，顶端短尖，蒴果无毛，种子灰褐色或有棕色斑点，长约2mm。花期3-4月，果熟期6-8月。野生于山坡或路旁，我国华东、东北到西南各省区都有分布。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种植物修复农田Hg污染土壤的方法，该方法简单方便，易于实施，能够对受重金属Hg的农田土壤进行有效富集，从而起到净化土壤的作用，实现污染土壤的再生利用，在当今耕地面积日益减少，土地污染日益严峻的情况下具有非常突出的社会、经济效益。
本发明提供的植物修复农田Hg污染土壤的方法，包括如下步骤：
1）在Hg污染土壤中施肥，改善土壤肥力；
2）在改善后的土壤中种植乳浆大戟。
优选地，步骤1）中施肥量为：有机肥0.5~5吨/亩，尿素20~100kg/亩。
优选地，步骤1）中所施肥还包括：磷酸二铵10~50kg/亩，硫酸钾5~20kg/亩。
更优选地，步骤1）中施肥量为：有机肥1吨/亩，尿素50kg/亩，磷酸二铵30kg/亩，硫酸钾10kg/亩。
优选地，乳浆大戟种植时，株距为20~50cm，行距为15~40cm。
优选地，乳浆大戟种植时，株距为35cm，行距为25cm。
优选地，乳浆大戟种植后每年刈割三茬。
优选地，Hg污染土壤修复土壤的监测每年进行两次，分别在种植前和收获后进行，农产品进行一次监测。
优选地，乳浆大戟种植后，每亩施氮磷钾复合肥50kg和尿素25kg，每月施肥一次；采用大水漫灌方式灌溉，每周灌溉一次，保证土壤不干旱；如遇雨季田块内积水时，需排出积水，避免涝害。
优选地，步骤2）后还包括步骤3）乳浆大戟收获后，将秸秆晒干，焚烧。
本发明能够达到如下技术效果：
本发明通过改良土壤肥力，种植富集作物乳浆大戟对污染农田的重金属Hg进行富集，从而解决农田土壤受重金属汞含量过高的问题。
采用本发明的方法，能够将土壤中的土壤中的汞含量从1.2-1.5mg/kg降到0.25-0.40mg/kg。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
1、选取适宜的种植区。乳浆大戟高15-40cm，有白色乳液，茎直立，下部带淡紫色，种子灰褐色或有棕色斑点，长约2mm。花期3-4月，果熟期6-8月。乳浆大戟在华东、东北到西南各省区均适宜生长。经检测，种植区土壤中汞含量在1.2-1.5mg/kg。
2、改良土壤，在种子施种前对土壤进行施肥改良，肥料的施用量依据测土配方肥料的方法确定，施肥量为：商品有机肥1吨/亩，尿素50kg/亩，磷酸二铵30kg/亩，硫酸钾10kg/亩。
3、种植重金属Hg超累积植物乳浆大戟。
(1)整理土地，将田地整理成种植沟，沟深20-30cm，种植沟每排相连。
(2)乳浆大戟的种植，乳浆大戟种植密度为35cm×25cm。种植密度为种植的植物株距x行距。
(3)施肥，每亩施氮磷钾复合肥50kg和尿素25kg，每月施肥一次。
(4)灌溉与排水，采用大水漫灌，每周漫灌一次，保证土壤不干旱。如遇雨季田块内积水时，尽快排出积水，避免涝害。
4、修复过程监测：Hg污染土壤修复过程土壤的监测每年进行两次，分别在种植前和收货后进行，农产品进行一次监测。
5、收获处理：统一组织植株采收，作物收获后由农民将秸秆送至指定区域集中焚烧处理。
(1)秸秆刈割，雇佣当地农民进行收割，并将秸秆集中晒干。
(2)秸秆焚烧，采用秸秆焚烧炉对压块后的秸秆进行焚烧，其原理是以空气为气化剂，在高温条件下通过化学反应转化成气体燃料的过程。依次经历了干燥、热解、氧化、还原。生物质经过高温反应后分解成三类产出：可燃烟（主要为CO、H2、CH4等混合气体）、液体（焦油，也可燃烧）、固体C灰碳。本方案采用的秸秆焚烧炉配备二级活性炭吸附罐尾气处理系统，实施过程中对尾气进行监测，采用的秸秆焚烧炉参数为：
设备型号：GY-120；
规格：2000×1500×1700mm；
额定发热量：120×104cal；
额定电压：380v；
送风系统：2.2kw；
燃烧消耗量：300kg/h。
经检测，采用本发明种植乳浆大戟一年后，种植区域土壤中的汞含量从1.2-1.5mg/kg降到了0.25-0.40mg/kg。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）在Hg污染土壤中施肥，改善土壤肥力；
2）在改善后的土壤中种植乳浆大戟。
2.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，步骤1）中施肥量为：有机肥0.5~5吨/亩，尿素20~100kg/亩。
3.根据权利要求2所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，步骤1）中所施肥还包括：磷酸二铵10~50kg/亩，硫酸钾5~20kg/亩。
4.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，步骤1）中施肥量为：有机肥1吨/亩，尿素50kg/亩，磷酸二铵30kg/亩，硫酸钾10kg/亩。
5.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，乳浆大戟种植时，株距为20~50cm，行距为15~40cm。
6.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，乳浆大戟种植时，株距为35cm，行距为25cm。
7.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于：乳浆大戟种植后每年刈割三茬。
8.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，Hg污染土壤修复土壤的监测每年进行两次，分别在种植前和收获后进行，农产品进行一次监测。
9.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，乳浆大戟种植后，每亩施氮磷钾复合肥50kg和尿素25kg，每月施肥一次；采用大水漫灌方式灌溉，每周灌溉一次，保证土壤不干旱；如遇雨季田块内积水时，需排出积水，避免涝害。
10.根据权利要求1所述的植物修复农田Hg污染土壤的方法，其特征在于，步骤2）后还包括步骤3）乳浆大戟收获后，将秸秆晒干，焚烧。
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