CN112620343A - 一种生态修复重金属污染土壤治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤治理技术领域，尤其为一种生态修复重金属污染土壤治理方法，包括以下步骤：S1，通过农业机械翻土机对土壤进行翻土；S2，对土壤的pH进行调节治理；S3，离子拮抗；S4，微生物修复；S5，植物修复，通过农业机械翻土机对土壤进行翻土，对土壤的pH进行调节治理，离子拮抗治理、微生物修复和植物修复，重金属的植物和微生物联合修复，是绿色的、环境友好型的和廉价的修复方式，能在原位修复生态环境，不改变生物活性和土壤结构的情况下，通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收，通过植物地上部分的收获来修复被污染土壤，提高土壤修复的能效。

Description

一种生态修复重金属污染土壤治理方法

技术领域

本发明涉及土壤治理技术领域，尤其涉及一种生态修复重金属污染土壤治理方法。

背景技术

土壤不仅是地球生态圈的重要组成部分，也是人类赖以生存的重要自然资源之一。随着矿产开采、冶炼等工业活动以及污水灌溉、施用污泥和劣质化肥等农业活动的进行，Cd，Pb等有害重金属不断进入土壤环境中，对正常的生产生活造成污染。因此，治理土壤重金属污染对生态文明的建设及人类健康的生活具有重要意义。土壤重金属污染传统的治理修复方法通常为物理和化学的方法，如稀释和覆土法、玻璃化技术、热处理技术、淋洗法、电化学法等，传统的修复方法虽然治理效果好，历时较短，但都存在许多缺陷。比如传统治理方法的成本高、不易管理、易造成二次污染等等，按照重金属在土壤中的赋存形态不同和土壤的性质不同，因此提出一种生态修复重金属污染土壤治理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生态修复重金属污染土壤治理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生态修复重金属污染土壤治理方法，包括以下步骤：

S1，通过农业机械翻土机对土壤进行翻土；

S2，对土壤的pH进行调节治理，土壤液的pH值能显著影响重金属在土壤中的溶解度，当pH小于5时，土壤中重金属的活性提高，生物有效性增大，尤其是部分碳酸盐结合态将变成水溶态，此时若用碱性物质中和，提高其pH，将大大增强土壤对重金属的吸附；

S3，离子拮抗：根据重金属离子之同的相互拮抗作用，增加某些对植物危害小的或有益的重金属，可抑制与之相拮抗的重金属元素，以减少植物对该重金属的吸收；

S4，微生物修复：微生物修复是指利用微生物的吸附和代谢物的螯合作用清除水体或土壤中的污染物，或是降低污染物的毒性或无害化的过程，它包括微生物对重金属的吸附、溶解、矿化等作用，微生物对重金属的生物富集主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内累积；

S5，植物修复：植物修复就是利用能耐受重金属毒害、能超积累某种或某些重金属的特点，来修复水体、土壤和底泥等介质中污染物的技术。

优选的，所述S1农业机械翻土机对土壤进行深翻，翻土深度为 20～35cm。

优选的，所述S2对土壤的pH进行时可施用石灰、矿渣等碱性物质，或钙镁磷肥等碱性肥料。

优选的，所述S3离子拮抗过程中可施加有机质降低土壤中重金属的生物有效性，对重金属吸附，降低土壤氧化还原电位，使重金属发生钝化反应而形成硫化物等结合态沉淀，减少作物对重金属的吸收，同时，有机质可以改良土壤结构。

优选的，所述S4微生物选用蓝细菌、假单胞杆菌、硫酸还原菌和某些藻类。

优选的，所述S5植物修复技术主要包含六种类型：根际过滤、植物萃取、根际修复、植物稳定、植物挥发、植物转化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过农业机械翻土机对土壤进行翻土，对土壤的pH 进行调节治理，离子拮抗治理、微生物修复和植物修复，重金属的植物和微生物联合修复，是绿色的、环境友好型的和廉价的修复方式，能在原位修复生态环境，不改变生物活性和土壤结构的情况下，通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收，通过植物地上部分的收获来修复被污染土壤，提高土壤修复的能效。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种生态修复重金属污染土壤治理方法，包括以下步骤：

S1，通过农业机械翻土机对土壤进行翻土；

S2，对土壤的pH进行调节治理，土壤液的pH值能显著影响重金属在土壤中的溶解度，当pH小于5时，土壤中重金属的活性提高，生物有效性增大，尤其是部分碳酸盐结合态将变成水溶态，此时若用碱性物质中和，提高其pH，将大大增强土壤对重金属的吸附；

S3，离子拮抗：根据重金属离子之同的相互拮抗作用，增加某些对植物危害小的或有益的重金属，可抑制与之相拮抗的重金属元素，以减少植物对该重金属的吸收；

S4，微生物修复：微生物修复是指利用微生物的吸附和代谢物的螯合作用清除水体或土壤中的污染物，或是降低污染物的毒性或无害化的过程，它包括微生物对重金属的吸附、溶解、矿化等作用，微生物对重金属的生物富集主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内累积；

S5，植物修复：植物修复就是利用能耐受重金属毒害、能超积累某种或某些重金属的特点，来修复水体、土壤和底泥等介质中污染物的技术。

所述S1农业机械翻土机对土壤进行深翻，翻土深度为20～35cm。

所述S2对土壤的pH进行时可施用石灰、矿渣等碱性物质，或钙镁磷肥等碱性肥料。

所述S3离子拮抗过程中可施加有机质降低土壤中重金属的生物有效性，对重金属吸附，降低土壤氧化还原电位，使重金属发生钝化反应而形成硫化物等结合态沉淀，减少作物对重金属的吸收，同时，有机质可以改良土壤结构。

所述S4微生物选用蓝细菌、假单胞杆菌、硫酸还原菌和某些藻类。

所述S5植物修复技术主要包含六种类型：根际过滤、植物萃取、根际修复、植物稳定、植物挥发、植物转化。

实施例：通过农业机械翻土机对土壤进行翻土，翻土深度为 20～35cm，对土壤的pH进行，土壤液的pH值能显著影响重金属在土壤中的溶解度，当pH小于5时，土壤中重金属的活性提高，生物有效性增大，尤其是部分碳酸盐结合态将变成水溶态，此时若用碱性物质中和，提高其pH，将大大增强土壤对重金属的吸附；施用石灰、矿渣等碱性物质，或钙镁磷肥等碱性肥料，能够减少植物对重金属的吸收，土壤酸碱性对Cd的活性影响较大，通过对Cd污染的土壤施用石灰，重金属有效态含量降低明显，有效地降低了植物对Cd的吸收，施入硫化钠等含硫物质能使土壤中重金属形成硫化物结合态，生物有效性降低，总之，该法能够有效降解重金属在土壤中的溶解度，但同时也使土壤中的其他营养物质如微量元素等大量流失，应该衡量其利害关系后再使用；离子拮抗：根据重金属离子之同的相互拮抗作用，增加某些对植物危害小的或有益的重金属，可抑制与之相拮抗的重金属元素，以减少植物对该重金属的吸收；如根据钙可与Zn、Ni、Cu、 Pb、Cd等重金属的拮抗作用，施入Ca2+减轻Zn、Ni、Cu、Pb、Cd的毒害；根据Si和Mn的拮抗作用，在土壤中加入Si，或提高土壤中 Si的活性，可以降低植株对Mn的吸收，加入稀土还可降低植物体内重金属离子含量，人为改变环境中硒含量，可以减少进入食物链中的砷，减轻砷的污染，Zn能降低Cd的含量和对植物体的毒害，还有增加活性Fe、Al、Mn能显著地减少土壤对Cd的吸附量，活性Si反之；此外，施加有机质也可降低土壤中重金属的生物有效性，减少水溶态重金属的含量，因为有机质比表面积较大，对重金属有吸附作用；而其含有大量的官能团对重金属有络合作用，而且有机质是促还原物，可降低土壤氧化还原电位，使重金属发生钝化反应而形成硫化物等结合态沉淀，减少作物对重金属的吸收作用，同时，有机质可以改良土壤结构；微生物修复：微生物修复是指利用微生物的吸附和代谢物的螯合作用清除水体或土壤中的污染物，或是降低污染物的毒性或无害化的过程，它包括微生物对重金属的吸附、溶解、矿化等作用，微生物对重金属的生物富集主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内累积；一些微生物如蓝细菌、假单胞杆菌、硫酸还原菌和某些藻类，能产生胞外聚合物，其含有大量阴性基团的，可以与重金属络合，去除或降低重金属污染；Macaskie等通过实验发现柠檬酸菌体内能产生一种抗 Cd的磷酸酯酶，形成镉盐沉淀，Bargagli在Hg矿区附近土壤中发现一些真菌，干重累积Hg高达100mg·kg-1，微生物对重金属的生物转化主要指微生物对重金属进行溶解、生物氧化与还原、矿化、甲基化与去甲基化以及改变重金属的价态达到转化重金属的目的，烟草头孢酶F2在含Hg量200mg·L-1HgCl2的液体培养基中培养16h，结果发现汞含量比原来减少90％，进一步研究表明，HgCl2能被还原成汞元素；经过分析，大概有12％的汞以气态形式进入大气中，81％以元素汞的形式沉积在培养液底部，7％的汞被菌体吸附；再次，微生物还具有强的氧化还原能力，从而使其吸收的重金属被释放出来，例如在重金属污染的土壤中加入适量的硫，硫被微生物氧化成硫酸盐形式，从而使土壤pH值下降，而重金属的活性升高，使植物更易吸收，达到土壤净化的效果；植物修复：植物修复就是利用能耐受重金属毒害、能超积累某种或某些重金属的特点，来修复水体、土壤和底泥等介质中污染物的技术，植物修复技术主要包含六种类型：根际过滤、植物萃取、根际修复、植物稳定、植物挥发、植物转化等技术，carulercens在净化Zn污染土壤方面作用显著，向日葵、大麻、遏蓝菜、高山萤属类和柳属的一些植物能够高效吸收重金属，诱导植物积累重金属等污染物的提取修复技术主要包括2个阶段，第一阶段将土壤中不溶态重金属转化为可溶态；第二阶段重金属被植物根际吸附并向植物可收获的地上部运输，植物挥发作用是指植物通过吸收污染物，经过在体内的积累和转化，以气体形式释放到大气中的过程，植物固定修复是指植物根际释放的小分子物质改变根际土壤环境，使重金属活性降低或矿化，其只是一个促进重金属转变为低毒性形态的过程，植物修复技术，能在原位修复生态环境，表述了植物修复当中重金属迁移、固定与生物利用度的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种生态修复重金属污染土壤治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过农业机械翻土机对土壤进行翻土；

S2，对土壤的pH进行调节治理，土壤液的pH值能显著影响重金属在土壤中的溶解度，当pH小于5时，土壤中重金属的活性提高，生物有效性增大，尤其是部分碳酸盐结合态将变成水溶态，此时若用碱性物质中和，提高其pH，将大大增强土壤对重金属的吸附；

S3，离子拮抗：根据重金属离子之同的相互拮抗作用，增加某些对植物危害小的或有益的重金属，可抑制与之相拮抗的重金属元素，以减少植物对该重金属的吸收；

S4，微生物修复：微生物修复是指利用微生物的吸附和代谢物的螯合作用清除水体或土壤中的污染物，或是降低污染物的毒性或无害化的过程，它包括微生物对重金属的吸附、溶解、矿化等作用，微生物对重金属的生物富集主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内累积；

S5，植物修复：植物修复就是利用能耐受重金属毒害、能超积累某种或某些重金属的特点，来修复水体、土壤和底泥等介质中污染物的技术。

2.根据权利要求1所述的一种生态修复重金属污染土壤治理方法，其特征在于，所述S1农业机械翻土机对土壤进行深翻，翻土深度为20～35cm。

3.根据权利要求1所述的一种生态修复重金属污染土壤治理方法，其特征在于，所述S2对土壤的pH进行时可施用石灰、矿渣等碱性物质，或钙镁磷肥等碱性肥料。

4.根据权利要求1所述的一种生态修复重金属污染土壤治理方法，其特征在于，所述S3离子拮抗过程中可施加有机质降低土壤中重金属的生物有效性，对重金属吸附，降低土壤氧化还原电位，使重金属发生钝化反应而形成硫化物等结合态沉淀，减少作物对重金属的吸收，同时，有机质可以改良土壤结构。

5.根据权利要求1所述的一种生态修复重金属污染土壤治理方法，其特征在于，所述S4微生物选用蓝细菌、假单胞杆菌、硫酸还原菌和某些藻类。

6.根据权利要求1所述的一种生态修复重金属污染土壤治理方法，其特征在于，所述S5植物修复技术主要包含六种类型：根际过滤、植物萃取、根际修复、植物稳定、植物挥发、植物转化。

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