CN110291863A - 一种有机污染沙质盐碱地的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机污染沙质盐碱地的修复方法，该方法利用专门配制的有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥，进行油菜栽培；其中有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥包括重量比为29～33:10～14:15～19:38～42的有机肥、复合保水剂、沙质盐碱地改良剂和有机污染土壤修复剂。本发明的方法能有效的改良沙质盐碱地的土壤结构、降低盐碱度、提高土壤养分含量，降低土壤中的有机污染物含量，持久有效的改良盐碱地。

Description

一种有机污染沙质盐碱地的修复方法

技术领域

本发明属于盐碱地改良技术领域，具体的说，涉及一种有机污染沙质盐碱地的修复方法。

背景技术

随着社会的发展，大量的化工厂为避开生活区和工作区，陆续搬迁到海边滩涂上，其生产过程中产生的废弃物会沉积到周边的滩涂、湿地和潮滩等地，造成这些土壤的恶化，严重影响了该地区的植物生长，对这些地区的生态恢复带来了毁灭性的打击。

目前，对于化工污染的治理普遍采用物理与化学联合修复法、化学与生物联合修复法、植物与微生物联合修复法和土壤淋洗修复技术。植物与微生物联合修复法是当今土壤修复研究的热点，它是绿色生态,能够被人们普遍接受的修复技术，但生物修复一般时间较长、同时受到土壤地形、气候等条件的影响。植物-微生物联合修复技术是指利用植物-微生物组成的复合体系富集、固定、降解土壤中有机污染物的技术。植物与微生物两者是互惠互利的关系，共同增强修复效果；一方面，植物根际的附近的微生物能将土壤中的有机质、植物根系分泌物转化成自身可吸收的小分子物质，同时通过分泌有机酸、铁载体等物质改变环境中有机污染物的存在状态或氧化还原状态，降低有机物的毒性，减少有机污染物对植物本身的毒害，提高植物的耐受性，促进植物对有机污染物的吸收、转移、富集；另一方面，植物也通过改善根系附近的土壤环境促进了微生物的生物活性，提高了微生物修复有机污染土壤的能力。

本发明就是提供一种有机污染沙质盐碱地的修复方法，该方法利用专门配制的有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥，进行植物栽培，进而有效的进行有机污染盐碱土壤的修复。

发明内容

本发明目的是提供一种有机污染沙质盐碱地的修复方法，该方法利用专门配制的有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥，进行植物栽培，进而有效的进行有机污染土壤的修复。

本发明技术方案如下：

一种有机污染沙质盐碱地的修复方法，包括以下步骤:

a.选地整地：于4月底选择有机化工厂附近地块，在准备耕作的地块每亩施加有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥1500～2500千克，全面复平土地，翻耕后打垄，并灌水造墒；

b.播种：油菜的播种采用直播，将油菜籽按行播种，等长出幼苗后进行薅苗；

c.田间管理：在油菜长到15～20厘米时要对菜地进行一次施肥与除草，此次施的肥料为尿素，根据苗的长势确定施加量，目的就是为了长苗，等油菜长到四十厘米左右时进行二次施肥，此次施肥为有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥，根据苗的长势确定施加量；最后一次施肥就是在开花前，喷洒硼肥，根据苗的长势确定施加量，有助于油菜生长对有机污染物的利用；并适时进行灌溉和病虫害防治；

d.收获：于9月初将成熟的油菜进行收割，收割后的油菜集中填埋；

其中，有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥包括重量比为29～33:10～14:15～19:38～42的有机肥、复合保水剂、沙质盐碱地改良剂和有机污染土壤修复剂。

优选的，所述的有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥包括重量比为31:12:17:40的有机肥、复合保水剂、沙质盐碱地改良剂和有机污染土壤修复剂。

优选的，所述的有机肥包括重量比为30～50:20～30:5～15:4～6:2～4粪肥、植物秸秆、豆粕、腐叶和酒糟(以上成分均为干燥状态)。

优选的，所述的复合保水剂为含20％凹凸棒粘土的聚丙烯酸。20％凹凸棒粘土的聚丙烯酸是将凹凸棒粘土以20％的重量比添加到聚丙烯酸中。作为调湿材料，能较好的吸湿和放湿。其中的聚丙烯酸由重量份为70～80:10～20:4～6:1～2:1～2:0.5～1.5的丙烯酸、麦麸、电气石、羧甲基纤维素钠、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾制成。其制备过程为：称取一定量的丙烯酸用NaOH中和，形成单体溶液；称取一定量的羧甲基纤维素钠溶于一定体积的蒸馏水中，向其中加入适量的电气石和麦麸，分散均匀后加入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾，形成麦麸混合溶液；在恒温、机械搅拌下，将单体混合液加入到麦麸混合液中，至出现凝胶化现象后停止搅拌，在恒温下反应3小时。反应结束后，将聚合产物切成边长1厘米的小块，浸泡于95％乙醇溶液中，12小时后将产物取出并放于红外灯下烘干、粉碎，过筛(40～60目)，备用。

优选的，所述的沙质盐碱地改良剂包括重量比为3:3:2:2的木醋液、氨基酸液、石蜡乳液和水玻璃。其中，木醋液和氨基酸液为酸液，可以降低pH值和提供养分，石蜡乳液和水玻璃为固沙材料，能够改善或调节沙土的粘结性。

优选的，所述的有机污染土壤修复剂包括重量比为35～45:10～20:10～16:4～6:1～3的纳米腐殖酸、微粉硅藻土、哺乳动物血粉、复合营养粉和微生物粉剂。

进一步的，所述的复合营养粉由重量份为70～80:10～20:1～2:1～2:0.5～1.5的复合氨基酸、复合维生素、海藻提取物、次黄嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸制成。

进一步的，所述的微生物粉剂包括重量份1:2的细菌和真菌，其中细菌包括重量份为2:2:1:1.5:2的枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、甲烷极毛芽孢杆菌、诺卡氏菌和丛枝菌根菌的混合菌粉，其活菌含量分别为每克含有2.0×10⁸～6.0×10⁸ CFU、0.5×10⁸～1.5×10⁸CFU、1.0×10⁸～5.0×10⁸ CFU、1.0×10⁸～5.0×10⁸CFU、0.5×10⁸～2.5×10⁸CFU；真菌包括重量份为2:2:1:1.5:0.5:1的平菇、草菇、劣味乳菇、羊肚菌、牛肝菌和双孢菇的混合孢子粉。

进一步的，所述的纳米腐殖酸的粒径为60纳米，哺乳动物血粉的细度为100～200目，微粉硅藻土的细度为500目。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

1)有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥中的有机肥经微生物分解而成的营养元素能迅速并持久的提供给土壤养分，并通过产酸、降解或转化土壤中的金属离子而降低土壤pH值，改变土壤结构，保了植物营养均衡，补充植物养分、促进根系发育，从而促进根际微生物的生长繁殖，进一步加速对重金属和有机污染物的转化降解。

2)有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥中的复合保水剂应用于土壤中，可以显著的提高沙质土壤的持水性和成孔性，对改善沙质土壤物理性质产生积极的促进作用；该保水剂与肥料混合还可以制备成保水缓释肥料。

3)有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥中的盐碱地改良剂中的木醋液和氨基酸液能有效降低盐碱地pH值，增加土壤养分，石蜡乳液和水玻璃为固沙材料，能够改善或调节沙土的粘结性。

4)有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥中的有机污染土壤修复剂中的纳米腐殖酸、微粉硅藻土和哺乳动物血粉具有有机污染物吸附材料、细菌真菌吸附材料和土壤改良材料的作用，它们的颗粒更细小，因此比表面积更大，能够在土壤中可以增加土壤团粒结构、改善土壤空隙状况，增加土壤保肥能力和土壤有益微生物活动，促进养分释放，调控作物生长。其中的纳米腐殖酸、微粉硅藻土和哺乳动物血粉具有公知的肥效外，能够直接与有机污染物发生化学、物理吸附，还能吸附细菌、真菌，利于细菌、真菌对有机污染物的转化、降解，也利于植物对有机污染物的吸收转移转化等，降低有机污染物的含量；

复合营养粉含有细菌、真菌生长需要的各种刺激因子和必须的微量元素，能够补充腐殖酸、硅藻土和哺乳动物血粉中营养的不足，使细菌和真菌迅速繁殖成长，成长过程中转化和降解有机污染物；特别是其中的海藻提取物含有藻胶酸、粗蛋白、多种维生素、酶和微量元素，能够满足不同微生物的生长需要，对不同微生物具有良好的营养作用；

微生物粉剂中的菌可以转化、降解土壤中的有机污染物，将营养成分供给植物利用，还有机污染物对植物的胁迫作用，并协同增加植物的抗逆性；采用细菌和真菌结合的方式可以加大修复有机污染物的范围和效果，比如诺卡氏菌可以有效降解农药中的DDT和敌百虫，丛枝菌根菌可以作为生物调节剂和生物保护剂，能够降低化学肥料和农药在土壤中的含量，同时能够保证作物的产量和品质。

5)将有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥施加到污染后的沙质盐碱地中，改造了土壤结构，提供了修复用微生物，与种植油菜相结合，油菜本身就有一定的有机污染修复功能，油菜与微生物互相协同，进一步增加了双方的修复功能。

总之，此方法能有效的改良沙质盐碱地的土壤结构、降低盐碱度、提高土壤养分含量，降低土壤中的有机污染物含量，持久有效的改良盐碱地。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

实施例一、有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥的制备之一

a.有机肥的准备：按重量比为50:20:5:6:4将粪肥、植物秸秆、豆粕、腐叶和酒糟混合，将其混合后在自然条件下堆肥15天，期间每隔3天翻堆一次；堆肥完成后进行晾晒；

b.有机污染土壤修复剂的准备：重量比为35:20:16:4:1的纳米腐殖酸、微粉硅藻土、哺乳动物血粉、复合营养粉和微生物粉剂混合备用；其中复合营养粉由重量份为80:10:2:2:0.5的复合氨基酸、复合维生素、海藻提取物、次黄嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸制成；微生物粉剂包括重量份1:2的细菌和真菌，细菌包括重量份为2:2:1:1.5:2的枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、甲烷极毛芽孢杆菌、诺卡氏菌和丛枝菌根菌，真菌包括重量份为2:2:1:1.5:0.5:1的平菇、草菇、劣味乳菇、羊肚菌、牛肝菌和双孢菇混合孢子粉；

c.沙质盐碱地改良剂的准备：以重量比为3:3:2:2将木醋液、氨基酸液、石蜡乳液和水玻璃混合备用；

d.复合保水剂的准备：将20％重量的凹凸棒粘土添加到聚丙烯酸中混合待用；其中的聚丙烯酸由重量份为80:10:4:2:2:0.5的丙烯酸、麦麸、电气石、羧甲基纤维素钠、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾制成。其制备过程为：称取一定量的丙烯酸用NaOH中和，形成单体溶液；称取一定量的羧甲基纤维素钠溶于一定体积的蒸馏水中，向其中加入适量的电气石和麦麸，分散均匀后加入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾，形成麦麸混合溶液；在恒温、机械搅拌下，将单体混合液加入到麦麸混合液中，至出现凝胶化现象后停止搅拌，在恒温下反应3小时。反应结束后，将聚合产物切成边长1厘米的小块，浸泡于95％乙醇溶液中，12小时后将产物取出并放于红外灯下烘干、粉碎，过筛(40～60目)得到；

e.将重量比为33:10:42的有机肥、复合保水剂和有机污染土壤修复剂混合后，加入重量份为15的沙质盐碱地改良剂混合搅匀，即得有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥。

实施例二、有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥的制备之二

a.有机肥的准备：按重量比为30:30:15:4:2将粪肥、植物秸秆、豆粕、腐叶和酒糟混合，将其混合后在自然条件下堆肥15天，期间每隔3天翻堆一次；堆肥完成后进行晾晒；

b.有机污染土壤修复剂的准备：重量比为45:10:10:6:3的纳米腐殖酸、微粉硅藻土、哺乳动物血粉、复合营养粉和微生物粉剂混合备用；其中复合营养粉由重量份为70:20:1:1:0.5的复合氨基酸、复合维生素、海藻提取物、次黄嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸制成；微生物粉剂包括重量份1:2的细菌和真菌，细菌包括重量份为2:2:1:1.5:2的枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、甲烷极毛芽孢杆菌、诺卡氏菌和丛枝菌根菌，真菌包括重量份为2:2:1:1.5:0.5:1的平菇、草菇、劣味乳菇、羊肚菌、牛肝菌和双孢菇混合孢子粉；

c.沙质盐碱地改良剂的准备：以重量比为3:3:2:2将木醋液、氨基酸液、石蜡乳液和水玻璃混合备用；

d.复合保水剂的准备：将20％重量的凹凸棒粘土添加到聚丙烯酸中混合待用；其中的聚丙烯酸由重量份为70:20:6:1:1:1.5的丙烯酸、麦麸、电气石、羧甲基纤维素钠、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾制成。其制备过程为：称取一定量的丙烯酸用NaOH中和，形成单体溶液；称取一定量的羧甲基纤维素钠溶于一定体积的蒸馏水中，向其中加入适量的电气石和麦麸，分散均匀后加入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾，形成麦麸混合溶液；在恒温、机械搅拌下，将单体混合液加入到麦麸混合液中，至出现凝胶化现象后停止搅拌，在恒温下反应3小时。反应结束后，将聚合产物切成边长1厘米的小块，浸泡于95％乙醇溶液中，12小时后将产物取出并放于红外灯下烘干、粉碎，过筛(40～60目)得到；

e.将重量比为29:14:38的有机肥、复合保水剂和有机污染土壤修复剂混合后，加入重量份为19的沙质盐碱地改良剂混合搅匀，即得有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥。

实施例三、有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥的制备之三

a.有机肥的准备：按重量比为40:25:10:5:3将粪肥、植物秸秆、豆粕、腐叶和酒糟混合，将其混合后在自然条件下堆肥15天，期间每隔3天翻堆一次；堆肥完成后进行晾晒；

b.有机污染土壤修复剂的准备：重量比为40:15:13:5:2的纳米腐殖酸、微粉硅藻土、哺乳动物血粉、复合营养粉和微生物粉剂混合备用；其中复合营养粉由重量份为75:15:1.5:1.5:1.0的复合氨基酸、复合维生素、海藻提取物、次黄嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸制成；微生物粉剂包括重量份1:2的细菌和真菌，细菌包括重量份为2:2:1:1.5:2的枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、甲烷极毛芽孢杆菌、诺卡氏菌和丛枝菌根菌，真菌包括重量份为2:2:1:1.5:0.5:1的平菇、草菇、劣味乳菇、羊肚菌、牛肝菌和双孢菇混合孢子粉；

c.沙质盐碱地改良剂的准备：以重量比为3:3:2:2将木醋液、氨基酸液、石蜡乳液和水玻璃混合备用；

d.复合保水剂的准备：将20％重量的凹凸棒粘土添加到聚丙烯酸中混合待用；其中的聚丙烯酸由重量份为75:15:5:1.5:1.5:1.0的丙烯酸、麦麸、电气石、羧甲基纤维素钠、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾制成。其制备过程为：称取一定量的丙烯酸用NaOH中和，形成单体溶液；称取一定量的羧甲基纤维素钠溶于一定体积的蒸馏水中，向其中加入适量的电气石和麦麸，分散均匀后加入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾，形成麦麸混合溶液；在恒温、机械搅拌下，将单体混合液加入到麦麸混合液中，至出现凝胶化现象后停止搅拌，在恒温下反应3小时。反应结束后，将聚合产物切成边长1厘米的小块，浸泡于95％乙醇溶液中，12小时后将产物取出并放于红外灯下烘干、粉碎，过筛(40～60目)得到；

e.将重量比为31:12:40的有机肥、复合保水剂和有机污染土壤修复剂混合后，加入重量份为17的沙质盐碱地改良剂混合搅匀，即得有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥。

实施例四、利用有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥种植油菜

从2018年4月底到2018年9月初，用实施例三制得的有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥在潍坊滨海区化工厂附近沙质盐碱地块种植油菜，耕种前先检测沙质土壤中残余多环芳烃(PAHs)的菲、芘含量以及沙质土壤的pH值、容重等指标；

a.选地整地：于4月底在准备耕作的有机化工厂附近地块上每亩施加有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥2000千克，同时设置一个对照地块进行整地，对照地块每亩施加农家肥2000千克；然后全面复平土地，翻耕后打垄，并灌水造墒；

b.播种：油菜的播种在步骤a中两个地块上均采用直播，将油菜籽按行播种，等长出幼苗后进行薅苗；

c.田间管理：在油菜长到15～20厘米时要对菜地进行一次施肥与除草，此次施的肥料为尿素，根据苗的长势确定施加量，目的就是为了长苗，等油菜长到四十厘米左右时进行二次施肥，此次施肥为有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥，根据苗的长势确定施加量；最后一次施肥就是在开花前，喷洒硼肥，根据苗的长势确定施加量，有助于之后果实更丰厚；以上施肥的量均为根据本发明处理油菜生长情况确定施加的量，对照施加同样量的农家肥；同时适当的进行灌溉和病虫害防治；

d.收获：于9月初将成熟的油菜进行收割，收割后的油菜集中填埋。

油菜收获后，检测沙质土壤指标，其中pH值由原来的9.0降低到7.7，沙质土容重降低28.49％，总孔隙度增加31.65％，田间持水能力提高40.23％，有机质含量提高5.96％，水解性氮含量增加33.71％，速效磷含量增加80.01％，速效钾含量增加87.69％。

种植前测量土壤中的菲、芘含量分别为76.53mg/kg、70.14mg/kg，种植4个月后测量加入农家肥种植油菜的对照地块土壤中残余的菲、芘含量分别为27.78mg/kg、29.39mg/kg，比种植前分别降低了63.7％和58.1％；而加入有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥种植油菜的地块土壤中残余的菲、芘含量分别为4.90mg/kg、6.45mg/kg，比种植前分别降低了93.6％和90.8％。

由以上数据可见，本发明对有机污染后沙质盐碱地土壤修复效果显著，修复后的土壤有机污染物明显降低；同时，沙质盐碱地土壤状况得到大幅度改善，降低了土壤pH值和容重，增加了土壤有机质；因此，具有大规模推广使用的前景。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于，包括以下步骤:

a.选地整地：于4月底在准备耕作的有机化工厂附近地块上每亩施加有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥1500～2500千克，复平土地，翻耕后打垄，并灌水造墒；

b.播种：油菜的播种采用直播，将油菜籽按行播种，长出幼苗后进行薅苗；

c.田间管理：在油菜长到15～20厘米时要对菜地进行一次施肥与除草，施的肥料为尿素；等油菜长到四十厘米左右时进行二次施肥，此次施肥为有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥；最后一次施肥就是在开花前，喷洒硼肥；并适时进行灌溉和病虫害防治；

d.收获：于9月初将成熟的油菜进行收割，收割后的油菜集中填埋；

其中，所述有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥包括重量比为29～33:10～14:15～19:38～42的有机肥、复合保水剂、沙质盐碱地改良剂和有机污染土壤修复剂。

2.如权利要求1所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述有机污染沙质盐碱地土壤修复用复混肥包括重量比为31:12:17:40的有机肥、复合保水剂、沙质盐碱地改良剂和有机污染土壤修复剂。

3.如权利要求1所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述有机肥包括重量比为30～50:20～30:5～15:4～6:2～4粪肥、植物秸秆、豆粕、腐叶和酒糟。

4.如权利要求1所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述复合保水剂为含20％凹凸棒粘土的聚丙烯酸。

5.如权利要求1所述的有有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述沙质盐碱地改良剂包括重量比为3:3:2:2的木醋液、氨基酸液、石蜡乳液和水玻璃。

6.如权利要求1所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述有机污染土壤修复剂包括重量比为35～45:10～20:10～16:4～6:1～3的纳米腐殖酸、微粉硅藻土、哺乳动物血粉、复合营养粉和微生物粉剂。

7.如权利要求6所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：包括复合营养粉由重量份为70～80:10～20:1～2:1～2:0.5～1.5的复合氨基酸、复合维生素、海藻提取物、次黄嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸制成。

8.如权利要求6所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述微生物粉剂包括重量份1:2的细菌和真菌，其中细菌包括重量份为2:2:1:1.5:2的枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、甲烷极毛芽孢杆菌、诺卡氏菌和丛枝菌根菌；真菌包括重量份为2:2:1:1.5:0.5:1的平菇、草菇、劣味乳菇、羊肚菌、牛肝菌和双孢菇混合孢子粉。

9.如权利要求6所述的有机污染沙质盐碱地的修复方法，其特征在于：所述纳米腐殖酸的粒径为60纳米，哺乳动物血粉的细度为100～200目，微粉硅藻土的细度为500目。