CN108380653A - 一种土壤重金属污染的治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于土壤污染治理方向，具体涉及一种土壤重金属污染的治理方法，通过在污染土壤中添加可生物降解的柠檬酸作为重金属活化剂，来活化土壤颗粒表面的非游离态重金属，使之转换成易于被捕获吸收的游离态重金属，从而增强重金属超累积植物吸收效率，故能提高污染修复速度，且柠檬酸可被生物(如酵母菌)降解利用，不存在二次污染问题。

Description

一种土壤重金属污染的治理方法
技术领域
本发明属于土壤污染治理方向，具体涉及一种土壤重金属污染的治理方法。
背景技术
土壤是人类赖以生存的物质基础，土壤的环境状况影响着农产品的产量和品质，若土壤遭受污染，污染源会经由食物链影响人类的身体健康，因而对土壤的污染治理，必须引起重视。
目前，土壤的治理方法主要包括化学淋洗法、微生物法、动植物修复法、化学固化法等。各种方法皆有优点，但也有其缺点：
(1)化学淋洗法虽能通过淋洗剂来去除污染土壤中的重金属，但淋洗剂容易引发二次污染，且土壤的治理深度受限，容易残留重金属；
(2)微生物法中，由于微生物易发生遗传变异，存在系统稳定性差、难以大面积推广的问题；
(3)动植物修复法虽容易实施，但其修复效率较低，修复周期十分长；
(4)化学固化法利用吸附剂的解络鳌合作用，将吸附在土壤颗粒表面的重金属离子解络下来，然后再利用自身的鳌合作用，与重金属离子形成鳌合体，从而使重金属离子从土壤分离开，然而该类方法并不能彻底根除污染物，还需后续技术来将鳌合体筛选出，成本高昂。
发明内容
本发明的目的是高效、无二次污染的治理土壤重金属污染。
为此，本发明提供一种土壤重金属污染的治理方法，包括
种植步骤：在污染土壤上种植重金属超累积植物；
还包括以下步骤：
活化步骤：对污染土壤喷施柠檬酸水溶液；
在种植步骤之后执行的收割步骤：收割地上部分的重金属超累积植物；
治理步骤：不断实施活化步骤和/或收割步骤，直至污染土壤中的重金属含量符合环境标准。
进一步地，还包括在治理步骤之后执行的固化步骤：对污染土壤喷施能鳌合游离态重金属的吸附剂。
进一步地，所述吸附剂是腐植酸。在腐植酸中增添石灰。
进一步地，还包括在活化步骤之前执行的隔离步骤：在污染土壤的地下X米处，沿水平方向，铺设阻隔垫。
进一步地，所述阻隔垫是膨胀蛭石层。用纱布包裹所述膨胀蛭石层。
进一步地，在种植步骤中，所种植的重金属超累积植物是以下的a-f中的一种或多种：
——a：豆科类超累积植物；
——b：非豆科类超累积植物；
——c：低矮型超累积植物；
——d：非低矮型超累积植物；
——e：喜阴超累积植物；
——f：喜阳超累积植物。
有益效果：
通过在污染土壤中添加可生物降解的柠檬酸作为重金属活化剂，来活化土壤颗粒表面的非游离态重金属，使之转换成易于被捕获吸收的游离态重金属，从而增强重金属超累积植物吸收效率，故能提高污染修复速度，且柠檬酸可被生物(如酵母菌)降解利用，不存在二次污染问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明治理土壤的截面示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
见图1，将地表往下约20-30cm厚的土壤被称为耕作层A。在污染地上，将耕作层A分成条块，将条块中的土壤开挖移出，往开挖出来的污染土壤中喷施pH值为5-6低浓度的柠檬酸水溶液，然后将柠檬酸水溶液与污染土壤搅拌均匀。在搅拌的过程中，柠檬酸水溶液作为重金属活化剂，对土壤颗粒表面的非游离态重金属进行活化，使之转换成易于被捕获吸收的游离态重金属。
在开挖后的犁底层B上覆盖一层2-3cm厚的阻隔垫C，将开挖出来的污染土壤移至阻隔垫上，然后在污染土壤上种植重金属超累积植物D，重金属超累积植物D将污染土壤上的游离态重金属吸收到植株的地上部，以降低土壤中的重金属含量。
种植重金属超累积植物D后，往其上施用氮磷钾肥和有机肥，以促进植物根系的生长。并在之后的每2个月喷施一次柠檬酸水溶液，每5-6个月收割一次地上部分的重金属超累积植物D。将收割后的重金属超累积植物D焚烧后安全填埋。每6个月采集1次土壤样本进行重金属测试。在重金属含量达到国家土壤环境质量Ⅱ类标准后，翻动耕作层A上的土壤，在土壤上施加吸附剂，如腐植酸，并将腐植酸与耕作层土壤充分混合。此过程中，腐植酸与未被植物提取的游离态重金属充分接触，并将游离态重金属吸附成鳌合体，以避免重金属含量达标而游离态含量增高的问题，将土壤中被活化的残留重金属重新固定。需要说明的是，由于重金属被重新固定前，已通过活化-植被吸收的过程，将土壤中的重金属含量降至极低的地步(完全去除只存在于理论中)，即便将重金属重新固定回来，其含量也不会超标。
进一步地，阻隔垫C由膨胀蛭石层构成，利用膨胀蛭石的吸附、保水、阻隔重金属迁移特性，将耕作层A与犁底层B较好地隔离开来。优选地，用纱布包裹住膨胀蛭石层，以免因地心运动而导致膨胀蛭石散开。
进一步地，在耕作层A上复合种植多种类型的重金属超累积植物D，如以下的a-f：
a.豆科类超累积植物：野豇豆、长波叶山蚂蝗或三叶草；
b.除a外的所有超累积植物；
c.低矮型超累积植物：飞机草、东南景天、西洋菜、空心菜、蜈蚣草；
d.非低矮型超累积植物：李氏禾、海州香薷、美人蕉、红花；
e.喜阴超累积植物：东南景天、蜈蚣草；
f.喜阳超累积植物：多花向日葵。
通过不同类型植物的搭配和套种，来增强生物样种的多样性，提升耕作层A上的生态环境的稳定性，相互促进植物的生长。具体地，低矮型与非低矮型套种有利于空间的充分利用；豆科类与非豆科类套种有利于通过固氮实现养分自给；喜阳型和喜阴型套种有利于充分利用光照且达到保护喜阴植物作用。
进一步地，在腐植酸中添加少量石灰，形成pH值为7.5-9的改良剂，利用石灰来促进腐植酸对重金属的络合鳌合作用，增强重金属固化效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种土壤重金属污染的治理方法，包括
种植步骤：在污染土壤上种植重金属超累积植物；
其特征在于还包括以下步骤：
活化步骤：对污染土壤喷施柠檬酸水溶液；
在种植步骤之后执行的收割步骤：收割地上部分的重金属超累积植物；
治理步骤：不断实施活化步骤和/或收割步骤，直至污染土壤中的重金属含量符合环境标准。
2.根据权利要求1所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于还包括在治理步骤之后执行的固化步骤：对污染土壤喷施能鳌合游离态重金属的吸附剂。
3.根据权利要求2所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于：所述吸附剂是腐植酸。
4.根据权利要求3所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于：所述腐植酸中增添有石灰。
5.根据权利要求1所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于还包括在活化步骤之前执行的隔离步骤：在污染土壤的地下X米处，沿水平方向，铺设阻隔垫。
6.根据权利要求5所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于：所述阻隔垫是膨胀蛭石层。
7.根据权利要求6所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于：用纱布包裹所述膨胀蛭石层。
8.根据权利要求1-7任一项所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于，在种植步骤中，所种植的重金属超累积植物是以下的a-f中的一种或多种：
——a：豆科类超累积植物；
——b：非豆科类超累积植物；
——c：低矮型超累积植物；
——d：非低矮型超累积植物；
——e：喜阴超累积植物；
——f：喜阳超累积植物。
9.根据权利要求8所述的土壤重金属污染的治理方法，其特征在于：
所述豆科类超累积植物是野豇豆、长波叶山蚂蝗或三叶草；
所述低矮型超累积植物是飞机草、东南景天、西洋菜、空心菜或蜈蚣草；
所述非低矮型超累积植物是李氏禾、海州香薷、美人蕉或红花；
所述喜阴超累积植物是东南景天或蜈蚣草；
所述喜阳超累积植物是多花向日葵。
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