CN109926439A

CN109926439A - 一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法

Info

Publication number: CN109926439A
Application number: CN201910246281.1A
Authority: CN
Inventors: 吴文成; 宋清梅; 吴颖欣; 刘晓文; 陈显斌
Original assignee: South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Current assignee: South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2019-06-25

Abstract

本发明提供了一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，包括步骤如下：步骤1：对污染土地进行植物播种；所述植物选自三叶鬼针草、类芦、田菁、苍耳、黑麦草、宽叶雀稗中的一种或多种；步骤2：对土壤进行管理浇灌，确保土壤相对湿润度R不低于50；步骤3：让植物自然生长6‑12个月，完成土壤修复。本发明公开的方法具有成本低，修复效果好，可应用于外界土壤的优点，有效解决现有技术中物理方法和化学方法应用范围有限、修复价格昂贵的问题。

Description

一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法

技术领域

本发明涉及一种土壤污染传统修复方法，特别是涉及一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法。

背景技术

随着科技的发展，人类的生活环境也在遭受着前所未有的污染，特别是工业生产过程中产生的废弃物对土地造成了严重的重金属污染和有机物污染，影响农田作物的生长及食品安全。

现有针对重金属污染土地的修复，多以物理方法和化学方法为主，其中物理方法包括客土法、电动修复法、玻璃化法等；化学方法包括活化剂淋洗、离子交换、固化稳定化等。而针对有机物污染土地的修复，同样多以物理方法和化学方法为主，其中物理方法包括挖掘填埋法、通风法等，化学方法包括化学焚烧法、淋洗法、光化学氧化法等。但物理方法和化学方法应用范围有限，主要适用于异位修复，具有工程量巨大、耗费人力、修复价格昂贵的缺点，在修复过程中易对土壤养分、结构以及微生物群落造成严重破坏，从而导致了二次土壤环境污染和破坏，更易导致水土流失。

现有对土壤修复方法的研究主要集中在植物修复方法，利用耐性或富集植物来吸收、固定土壤重金属，吸收、降解有机污染物，具有生态友好、高效低成本、受太阳能驱动且易于推广实施的优点，受到广泛的青睐。但现有的植物修复方法研究大多数在实验室内进行，对重金属-有机复合污染土壤的修复方法研究多采用人工添加污染物，难以反映实际情况，在实地应用过程中的结果往往与实验室内结果具有较大差距；且大多数植物修复的研究主要集中在单纯依靠物种本身或辅以微生物，或采用基转因技术、重金属活化技术等方法，但并未有利用物种间相互关系进行修复的研究报道。

发明内容

本发明提供了一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，以至少解决现有技术中物理方法和化学方法应用范围有限、修复价格昂贵的问题。

本发明提供了一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，包括步骤如下：

步骤1：对污染土地进行植物播种；所述植物选自三叶鬼针草、类芦、田菁、苍耳、黑麦草、宽叶雀稗中的一种或多种；

步骤2：对土壤进行管理浇灌，确保土壤相对湿润度R不低于50；

步骤3：让植物自然生长6-12个月，完成土壤修复。

进一步地，所述污染土地为熟化处理后的污染土地，所述熟化处理方法如下：

按照30-90t/ha的比例向污染土地中施加改良剂，与污染土地的表层土壤进行混合，室温下放置熟化4-6周；所述改良剂的组成成份及重量比为：有机肥1-5重量份、钙镁磷肥2-10重量份。

更进一步地，所述向污染土地中施加改良剂的比例为60t/ha。

更进一步地，所述改良剂中有机肥与钙镁磷肥的重量比为1：2。

进一步地，所述种植植物包括黑麦草和田菁，所述黑麦草和田菁在播种时所用种子重量比为1：(0.5-1)。

进一步地，所述播种植物包括三叶鬼针草、黑麦草、苍耳和田菁，所述三叶鬼针草、黑麦草、苍耳和田菁在播种时所用种子重量比为1：(0.5-1)：(0.5-1)：(0.5-1)。

更进一步地，所述有机肥为生物有机肥。

本发明相对于现有技术，采用多种植物混合种植，提高植物修复方法对土壤中的有机物和重金属进行修复及固化的效率。同时，本发明通过采用多种植物混合种植，相比于物理方法和化学方法，可以有效降低修复成本，简化修复方法，提高修复效果。此外，本发明的修复方法可以有效应用于外界土壤中，相比于传统只适用于在实验室内进行的土壤修复方法，具有更好的应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例试验小区划分示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。

本发明实施例所用生物有机肥为以牛粪和农作物秸秆为主原料，应用多维复合酶菌进行发酵生产而成的生物有机肥，本发明实施例所用钙镁磷肥选自宣威市恒邦磷化工业有限公司售卖的钙镁磷肥产品。

本发明实施例选取炼油厂的污染场地(重金属与石油烃复合污染地区)作为研究示范，现场按1m×1m划定共120个试验小区，每个小区四个角处钉上深度为15cm，直径为2cm左右的PVC管，以示边界；各个相邻小区之间间距50cm。

将120个试验小区随机分为三大组，每组包括40个试验小区，分别为对照组(CK)、改良一组(T1)、改良二组(T2)，其中对照组为不添加改良剂的土壤；改良一组为试验前按3.6t/ha的比例向土壤中添加由1重量份生物有机肥、2重量份钙镁磷肥组成的改良剂，并熟化的土壤；改良二组为试验前按0.3t/ha的比例向土壤中添加石灰并熟化的土壤。所述熟化条件为，向土壤中添加改良剂后，将改良剂和表层土壤进行混合，室温放置4周熟化。

具体的实验设置方案如下表1所示：

表1重金属-有机复合污染土壤植物修复方案设计

表1中种植植物选自三叶鬼针草、苍耳、田菁、苍耳，其组合方式及代称见下表2所示。

表2植物物种组成

各小区实验条件如图1所示，分别在对照组(CK)、改良一组(T1，下角标为1)、改良二组(T2，下角标为2)的土地上种植不同物种多样性的植物(分别为1种、2种与4种，)，研究施加不同改良剂及采取植物修复后土壤性质及健康改善状况。其中，AB组中三叶鬼针草、黑麦草种子播种量比为1：1，AD组中三叶鬼针草、田菁种子播种量比为1：1，BD组中黑麦草、田菁种子播种量比为1：1，AB组中苍耳、黑麦草种子播种量比为1：1，ABCD组中三叶鬼针草、黑麦草、苍耳、田菁种子播种量比为1：1：1：1。

具体种植条件如下：

步骤1：对污染土地进行植物播种，按每亩2kg种子的播种量以撒播的方式进行播种；

步骤2：对土壤进行管理及浇灌，确保土壤相对湿润度R不低于50；

步骤3：让植物自然生长9个月，完成土壤修复。

土壤修复效果测定方法如下：

步骤1：对各小区的初始土壤进行采样保存；

步骤2：对播种3个月后各小区的土壤进行采样保存；

步骤3：对播种6个月后各小区的土壤进行采样保存；

步骤4：对播种9个月后各小区的土壤进行采样保存；

步骤5：对各个土壤样品进行测定pH、土壤重金属总量及DTPA提取态、石油烃总量、有机质、总氮、速效磷、速效钾、土壤微生物群落结构和多样性。

得到的部分实验结果如下表3所示：

表3部分实验结果统计表

如上表所示的改良二组中，虽只采用石灰作为改良剂便可以在一定程序上降低石油烃及重金属有效态，但石灰作为碱性物质，极易导致土壤板结，且造成土壤偏碱性化，影响农作物的正常生长，无法有效解决土壤产力低下的问题。而采用多种植物进行种植的AD小区和ABCD小区，均可有效降低土壤中Zn、Cd有效态的含量，且有效避免了土壤板结的问题。特别是改良一组中的ABCD₁小区，在用含有机肥改良剂熟化的土壤上进行三叶鬼针草、黑麦草、苍耳、田菁的混种可以有效降低石油烃和重金属有效态，特别是对石油烃的降解率可高达55％以上，具有高效的石油烃降解能力。此外，ABCD₁小区中重金属Zn有效态的转化率也高达30％以上，因此可以确定采用含有机肥改良剂和多种植物进行配合种植的植物修复方法对降解石油烃及固定重金属有效态具有良好效果，相比于传统的物理方法和化学方法，在不造成二次污染的同时可以有效实现土壤的修复改良，具有良好的应用前景。

本发明实施例采用一种或多种植物混合种植，提高植物修复方法对土壤中的有机物和重金属进行修复及固化的效率。同时，本发明实施例通过采用多种植物混合种植，相比于物理方法和化学方法，可以有效降低修复成本，简化修复方法，提高修复效果，特别是对石油烃的降解率可高达55％以上。此外，本发明实施例的修复方法可以有效应用于外界土壤中，相比于传统只适用于在实验室内进行的土壤修复方法，具有更好的应用价值。

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其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，包括步骤如下：：

步骤3：让植物自然生长6-12个月，完成土壤修复。

2.根据权利要求1所述可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，所述污染土地为熟化处理后的污染土地，所述熟化处理方法如下：

3.根据权利要求2所述可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，所述向污染土地中施加改良剂的比例为60t/ha。

4.根据权利要求2或3所述可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，所述改良剂中有机肥与钙镁磷肥的重量比为1：2。

5.根据权利要求1所述可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，所述种植植物包括黑麦草和田菁，所述黑麦草和田菁在播种时所用种子重量比为1：(0.5-1)。

6.根据权利要求1所述可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，所述播种植物包括三叶鬼针草、黑麦草、苍耳和田菁，所述三叶鬼针草、黑麦草、苍耳和田菁在播种时所用种子重量比为1：(0.5-1)：(0.5-1)：(0.5-1)。

7.根据权利要求2所述可同时固定土壤中重金属和降解石油烃的方法，其特征在于，所述有机肥为生物有机肥。