CN116871317A - 一种土壤修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤修复的方法，涉及土壤治理技术领域，具体为一种土壤修复的方法，其特征在于：包括以下步骤：确定目标环境和目标植被或需求，如在某地方栽种某种植物、对某地方的土壤进行改良，且改良后适合种植某植物等；该土壤修复的方法，通过该方法中通过采用纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、本土适应性较强的有益生物菌三部分组成纳米生物环境材料，可以提高土壤肥力和水分利用效率，改善土壤物理性质和化学性质，增强土壤抗逆性和生态系统稳定性，通过采用这种新型纳米材料，可以实现对土壤的全面改良和修复，促进土地资源的可持续利用，为农业生产和生态环境保护做出积极的贡献。

Description

一种土壤修复的方法

技术领域

本发明涉及土壤治理技术领域，具体为一种土壤修复的方法。

背景技术

实现和落实生态环境治理保护、高品质农田建设提升，保障国家生态、环境、经济安全，已经成为国家未来发展的重要工作之一。因此，本发明的技术突破对于解决这些问题具有重要的意义。

土壤退化是当前环境问题中比较严重的表现之一。随着人口的增加和经济的发展，土地的过度开垦、过度施肥、过度放牧以及水土流失等因素都会导致土壤退化，进而影响生态环境的平衡和可持续发展。因此，治理土壤退化成为当今社会中必须面对的一个难题。

目前改良土壤结构、增加有机质含量和施用肥料是土壤治理的常规手段和途径，然而随着人类活动的不断加剧，全球范围内土壤退化问题已经日益严重，给人类的生存和发展带来了巨大的威胁。例如，在农业生产中，经常会出现农药残留、化肥过度施用等问题，这些问题会导致土壤的退化。针对这些问题，需要采用生物修复、土壤改良等方法进行治理，而在城市化进程中，城市化土地的退化问题也越来越严重，这时需要采用植被恢复、水土保持等方法进行治理，因此，要想有效治理这些问题，仅仅采用单一方法已经远远不够了，因为不同的土壤退化问题具有多样性和复杂性，需要采用不同的治理手段才能够达到综合治理的效果，为了弥补现有土壤治理、修复措施存在明显的短板和不足，以便提升土壤退化治理修复的效率和效果，为此我们提出了一种土壤修复的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种土壤修复的方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：1、一种土壤修复的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：确定目标环境和目标植被或需求，如在某地区栽种某种植物、对某地方的土壤进行改良，且改良后适合种植某植物等；

S1.1：确定目标环境的年气候环境、海拔高度，确定取样点并按照要求完成土样采集，由于需要修复的土壤地域不同、土壤性质不同，首先需要进行实地取样，将采集的土壤样品带回实验室；

S2：对土样进行实验室分析、实验，分析土壤性质，通过仪器分析土壤的成分，包括土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力这些土壤数据，准确分类土壤退化等级；

S3：分离菌群，将土壤中的菌群进行分离，并根据该土壤种植植物的特性，将不利于对应植物生长的有害菌群分出，留下对植物生长有益的菌群；

S4：生物菌制备，将对植物有益的菌群在特定环境下经过筛选、分离、富集、加强、培养和繁育制成生物菌，为治理项目提供特供菌种、菌群；

S5：纳米生物环境材料制备，纳米生物环境材料由纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、生物菌三部分组成，配比按照目标土壤及目标植物综合分析，并非固定配置。纳米硅酸盐复合材料作为有机复合肥、生物菌的载体，所述纳米硅酸盐复合材料是经过特殊理化处理、具有层状结构的硅酸盐材料，经过加工处理过的层状硅酸盐，其层状结构中的层间距在得到有效扩张且并未崩解得以扩大，在无任何孔隙的层状硅酸盐材料内部形成众多纳米级孔隙，所述层状硅酸盐是一种具有特殊物理结构的天然硅酸盐；

S5.1：根据土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力，结合植物特征，对有益物质进行补充，对土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力进行调节，制备有机复合肥，有机复合肥的配比用量以及成分根据土壤需要进行添加；

S6：将制备的纳米生物环境材料投放至土壤中，并且在土壤上种植植物，为植被提供有效供水，确保植被存活，利用植物体对土壤中的重金属进行吸附、转化和分解，从而达到修复土壤重金属污染的目的，同时纳米生物环境材料以纳米微空间层状硅酸盐为载体的基材，为有机、无机、生物等精选材料，提供驻留存活平台，借助有机、无机、生物机制，降低和清除土壤中的重金属污染，能使重金属污染治理长效化，提高治理效率和成功率；

所述有机复合肥由腐殖酸、羊粪肥、牛粪肥、人粪肥、草木灰、有机N\P\K精制材料等其中部分按照比例组成，

配比比例以及种类将根据目标环境土壤分析结论及目标植物的存活、生长最佳土壤成分进行决定，土壤最佳状态为氮含量：0.1％—0.4％，磷含量：0.02％—0.1％、钾含量：0.1％—1.5％，有机质含量：3％—7％，PH值：6.5-7.5；配比综合考虑实施后达到此配置状态。

所述纳米硅酸盐复合材料其主要成分是硅酸盐衍生物，是通过科学方法改变其理化性，其属性与自然界中的硅酸盐无异，对自然环境无任何不良作用。

所述纳米硅酸盐复合材料具有纳米级多孔结构，增加了层状硅酸盐的比表面积约500-1000㎡/g，使其具备强大的吸附能力。

所述微生物菌(剂)按重量(水剂按ml)计，包含有效活菌数≥1.2亿/ml(目标环境土样中分离、培养的有益菌群)，胞外多糖≥1.0mg/ml，霉菌杂菌数≤3.0*10^6，杂菌率≤10％。施加按照有益菌3亿-5亿株/㎡，其具体数量根据植物种类、大小而定。

所述纳米生物环境材料按照重量计，目标环境土壤施加按照4—20cm厚度土壤施加，施加厚度根据目标植物或需求确定，每立方米施加350—500g。

所述方法混合后的纳米生物环境材料的PH值：6.5-7。

8、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述施加方案为三种，根据实地情况进行选择，

一、按照目标环境及植物要求配比后撒播到土壤中，翻耕；

二、与植物种子混合后撒播土壤中，使用1cm—3cm厚的浅层土覆盖；

三、在栽种植物时撒播在植物根系旁与根系接触，然后使用10cm—20cm厚的深层土覆盖。

所述目标环境土壤植物栽种完成，栽种植物的需要进行浇水，将目标土壤浇透，其中土壤能积水为宜。

本发明提供了一种土壤修复的方法，具备以下有益效果：

1、该土壤修复的方法，通过该方法中通过采用纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、本土适应性较强的有益生物菌三部分组成纳米生物环境材料，利用纳米生物环境材料可以增加土壤微生物的数量和种类，促进土壤生态系统的健康发展，同时，它还可以为不同肥料提供微环境空间，使得不同肥料可以同时施放，提高了肥料利用效率，减少了有机肥施用量，可以为综合治理土壤退化提供可能，它可以提高土壤肥力和水分利用效率，改善土壤物理性质和化学性质，增强土壤抗逆性和生态系统稳定性，通过采用这种新型纳米材料，可以实现对土壤的全面改良和修复，促进土地资源的可持续利用，为农业生产和生态环境保护做出积极的贡献，

该方案可以调节土壤pH值，改变有害重金属离子化合价态的土壤pH值，强制重金属离子改变存在的化合价态，使其失去有害毒性，降低人体体内重金属沉积的概率，提高人体对重金属的排泄能力，提升土壤有机质，提升有机物对重金属离子的包裹能力，形成有机重金属螯合物，降低人体对重金属离子的吸收能力，同时，降低重金属离子在土壤中的积累浓度，更有利于重金属流失能力的提高，活化土壤养分，可以提升土壤活性，更有利于土壤对重金属的排挤能力，改变重金属离子形态(化合价)使有毒金属转化为无害，利用生物的生物活性，改变重金属化合价、提高生物多样性、改善土壤团粒结构，弥补了现有土壤治理、修复措施存在的短板和不足，提高了土壤退化治理修复的效率和效果。

附图说明

图1为本发明试验部分纳米生物环境材料计量对重金属元素清理效果的示意图。

图2为本发明试验部分耕作层主要理化性质示意图。

图3为本发明试验部分供试土壤耕作层中几种重金属本底含量示意图。

图4为本发明试验部分供试污染物浓度示意图。

图5为本发明试验部分第一周不同形态重金属含量的示意图。

图6为本发明试验部分第二周不同形态重金属含量的示意图。

图7为本发明试验部分第三周不同形态重金属含量的示意图。

图8为本发明试验部分第四周不同形态重金属含量的示意图。

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。

本发明提供一种技术方案：请参阅图1至图8，一种土壤修复的方法，包括以下步骤：

S1：确定目标环境和目标植被或需求，如在某地区栽种某种植物、对某地方的土壤进行改良，且改良后适合种植某植物等；

S1.1：确定目标环境的年气候环境、海拔高度，确定取样点并按照要求完成土样采集，由于需要修复的土壤地域不同、土壤性质不同，首先需要进行实地取样，将采集的土壤样品带回实验室；

S2：对土样进行实验室分析、实验，分析土壤性质，通过仪器分析土壤的成分，包括土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力这些土壤数据，准确分类土壤退化等级；

S3：分离菌群，将土壤中的菌群进行分离，并根据该土壤种植植物的特性，将不利于对应植物生长的有害菌群分出，留下对植物生长有益的菌群；

S4：生物菌制备，将对植物有益的菌群在特定环境下经过筛选、分离、富集、加强、培养和繁育制成生物菌，为治理项目提供特供菌种、菌群；

S5：纳米生物环境材料制备，纳米生物环境材料由纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、生物菌三部分组成，配比按照目标土壤及目标植物综合分析，并非固定配置。纳米硅酸盐复合材料作为有机复合肥、生物菌的载体，所述纳米硅酸盐复合材料是经过特殊理化处理、具有层状结构的硅酸盐材料，经过加工处理过的层状硅酸盐，其层状结构中的层间距在得到有效扩张且并未崩解得以扩大，在无任何孔隙的层状硅酸盐材料内部形成众多纳米级孔隙，所述层状硅酸盐是一种具有特殊物理结构的天然硅酸盐；

S5.1：根据土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力，结合植物特征，对有益物质进行补充，对土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力进行调节，制备有机复合肥，有机复合肥的配比用量以及成分根据土壤需要进行添加；

S6：将制备的纳米生物环境材料投放至土壤中，并且在土壤上种植植物，为植被提供有效供水，确保植被存活，利用植物体对土壤中的重金属进行吸附、转化和分解，从而达到修复土壤重金属污染的目的，同时纳米生物环境材料以纳米微空间层状硅酸盐为载体的基材，为有机、无机、生物等精选材料，提供驻留存活平台，借助有机、无机、生物机制，降低和清除土壤中的重金属污染，能使重金属污染治理长效化，提高治理效率和成功率；

2、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述有机复合肥由腐殖酸、羊粪肥、牛粪肥、人粪肥、草木灰、有机N\P\K精制材料等其中部分按照比例组成，

配比比例以及种类将根据目标环境土壤分析结论及目标植物的存活、生长最佳土壤成分进行决定，土壤最佳状态为氮含量：0.1％—0.4％，磷含量：0.02％—0.1％、钾含量：0.1％—1.5％，有机质含量：3％—7％，PH值：6.5-7.5；配比综合考虑实施后达到此配置状态。

3、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述纳米硅酸盐复合材料其主要成分是硅酸盐衍生物，是通过科学方法改变其理化性，其属性与自然界中的硅酸盐无异，对自然环境无任何不良作用。

5、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述微生物菌(剂)按重量(水剂按ml)计，包含有效活菌数≥1.2亿/ml(目标环境土样中分离、培养的有益菌群)，胞外多糖≥1.0mg/ml，霉菌杂菌数≤3.0*10^6，杂菌率≤10％。施加按照有益菌3亿-5亿株/㎡，其具体数量根据植物种类、大小而定。

6、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述纳米生物环境材料按照重量计，目标环境土壤施加按照4—20cm厚度土壤施加，施加厚度根据目标植物或需求确定，每立方米施加350—500g。

7、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述方法混合后的纳米生物环境材料的PH值：6.5-7。

8、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述施加方案为三种，根据实地情况进行选择，

一、按照目标环境及植物要求配比后撒播到土壤中，翻耕；

二、与植物种子混合后撒播土壤中，使用1cm—3cm厚的浅层土覆盖；

三、在栽种植物时撒播在植物根系旁与根系接触，然后使用10cm—20cm厚的深层土覆盖。

9、根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述目标环境土壤植物栽种完成，栽种植物的需要进行浇水，将目标土壤浇透，其中土壤能积水为宜。

所述“纳米硅酸盐复合材料”具有纳米级多孔结构，这大大增加了层状硅酸盐的比表面积，使其具备强大的吸附能力。特别是它可以高效吸附水分和有机质元素分子团粒，并缓慢向土壤和植物释放，从而使其具备储水保水、储肥保肥的能力。此外，该材料的纳米级孔隙结构，还能在吸附物质缓慢释放到一定浓度极限之后，主动吸收周围环境中的有效成分，以达到储存的效果(这可以类比为“呼吸”功能)。

层状硅酸盐是一种具有特殊物理结构的天然硅酸盐。为制作“纳米硅酸盐复合材料”，我们采用高科技(插层技术、柱撑技术等)手段，通过撑开层状硅酸盐原本紧密连接在一起的层间距，营造出纳米级孔隙结构。这个过程并未改变硅酸盐的化学组成和性质。加工后的“纳米硅酸盐复合材料”具有极高的土壤亲和性(因为硅酸盐本身就是土壤中不可或缺的成分)，一旦与土壤混合，该材料会与土壤有机结合，不会造成“纳米硅酸盐复合材料”单独或失衡性的流失。此外，由于其天然成分，该材料对土壤和环境不会造成任何污染或危害。

在对“纳米硅酸盐复合材料”进行研究和实践的过程中，我们发现其纳米级孔隙形成了一种微空间环境，为微生物菌的存活和繁衍提供了良好的环境。这种微空间环境能够极大地提高微生物菌的存活率和繁衍速率，关于这一点，在实验室数据和实践项目中得到了有力的支持。尽管我们尚未完全了解这种微小的空间环境对微生物菌的影响机制，但我们已经证实了它的实际效果，这对于农业生产和环境保护都具有重要的意义。因此，“纳米硅酸盐复合材料”不仅可以改善土壤质量，还能促进微生物菌的生长和繁殖，为农业生产提供了更多的可能性。

同时，“纳米硅酸盐复合材料”的储水保水能力，对干旱地区为土壤和植物提供水分供给，本身就是一种极好的材料选择，它可以有效延长抗旱浇水和等待自然雨水供给的时间间隔，为植物存活提供机会。

正是由于“纳米硅酸盐复合材料”具有特殊功能，我们才有了弥补现有土壤治理修复方案设计和实施方面的短板和不足的可能性。本发明充分利用了“纳米硅酸盐复合材料”的特殊性能优势，将其作为土壤治理修复材料的载体，这种材料不仅可以改善土壤物理性质，增加土壤的吸附能力和水分保持能力，还能促进土壤微生物的生长和繁殖，提高土壤肥力和植物生长速度。此外，它还可以吸附土壤中的重金属和有机物，有效地减少土壤污染，保护环境。

通过与其他材料的复合，我们可以制备出多种具有不同性能和功能的复合材料，以满足不同土壤类型和治理目标的需求。例如，与有机质复合的“纳米硅酸盐复合材料”可以提高土壤肥力和保水能力，与植物生长促进剂复合的“纳米硅酸盐复合材料”可以促进植物生长和抗逆能力。此外，我们还可以将其应用于农业、园林绿化、城市建设等领域，以提高土地利用效率和环境质量。

纳米硅酸盐复合材料作为土壤治理修复材料的载体，具有广泛的应用前景和巨大的经济和社会效益。

纳米生物环境材料具有保水储水和缓释功能，它可以增加土壤保水性和储水性，提高土壤水分利用效率，减少水分流失和蒸发，从而增加土壤水分储备量，为植物生长提供充足的水分供应。同时，它还可以缓慢释放肥料和营养物质，保持土壤肥力的稳定性和持久性，可以为植物生长提供营养，减少肥料浪费和污染。

本专利适合于植树造林、草甸修复、矿山治理、土壤改良等；针对植树造林，通过土壤特征配备纳米生物环境材料产品，将纳米生物环境材料产品与土壤拌和均匀后直接按照栽种树苗的工序完成即可，不再增加工序。若提供的生物菌剂为液态，在栽种完成后，进行浇注即可。

针对草甸修复，通过土壤特征配备纳米生物环境材料产品，将草籽与纳米生物环境材料进行拌合，将按照纳米生物环境材料的使用方法和用量完成播撒，并按照要求进行目标区域的保护即可，

针对矿山治理，通过过土壤特征配备纳米生物环境材料产品，对于目标区域完成草甸种植、树木种植或者特殊植物的种植，种植按照纳米生物环境材料的使用方法和用量完成即可。

针对土壤改良，通过过土壤特征配备纳米生物环境材料产品，首先完成目标区域土壤的翻耕，翻耕后将纳米生物环境材料撒播到目标土壤中，并再次或多次翻耕，使得纳米生物环境材料进行充分拌合、融合，即可。

纳米生物环境材料具有多重功能和优势，可以为综合治理土壤退化提供可能。它可以提高土壤肥力和水分利用效率，改善土壤物理性质和化学性质，增强土壤抗逆性和生态系统稳定性，通过采用这种新型纳米材料，可以实现对土壤的全面改良和修复，促进土地资源的可持续利用，为农业生产和生态环境保护做出积极的贡献。

该方法中通过采用纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、本土适应性较强的有益生物菌三部分组成纳米生物环境材料，利用纳米生物环境材料可以增加土壤微生物的数量和种类，促进土壤生态系统的健康发展，同时，它还可以为不同肥料提供微环境空间，使得不同肥料可以同时施放，提高了肥料利用效率，减少了有机肥施用量。可以为综合治理土壤退化提供可能。它可以提高土壤肥力和水分利用效率，改善土壤物理性质和化学性质，增强土壤抗逆性和生态系统稳定性，通过采用这种新型纳米材料，可以实现对土壤的全面改良和修复，促进土地资源的可持续利用，为农业生产和生态环境保护做出积极的贡献。

该方案可以调节土壤pH值，改变有害重金属离子化合价态的土壤pH值，强制重金属离子改变存在的化合价态，使其失去有害毒性，降低人体体内重金属沉积的概率，提高人体对重金属的排泄能力，提升土壤有机质，提升有机物对重金属离子的包裹能力，形成有机重金属螯合物，降低人体对重金属离子的吸收能力，同时，降低重金属离子在土壤中的积累浓度，更有利于重金属流失能力的提高，活化土壤养分，可以提升土壤活性，更有利于土壤对重金属的排挤能力，改变重金属离子形态(化合价)使有毒金属转化为无害，利用生物的生物活性，改变重金属化合价、提高生物多样性、改善土壤团粒结构。

实施例二，基于实施例一，一种土壤修复的方法，包括以下步骤：

S1：确定草原环境和草原植被需求以及草原改良后适合种植某植物等；

S1.1：确定目标环境的年气候环境，确定草原取样点并按照要求完成土样采集，将采集的土壤样品带回实验室；

S2：对土样进行实验室分析、实验，分析土壤性质，通过仪器分析土壤的成分，包括土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力等土壤数据，准确分类土壤退化等级；

S3：分离菌群，将土壤中的菌群进行分离，并根据该土壤种植植物的特性，将不利于对应植物生长的有害菌群分出，留下对植物生长有益的菌群；

S4：生物菌制备，将对植物有益的菌群在特定环境下经过筛选、分离、富集、加强、培养和繁育制成生物菌，为治理项目提供特供菌种、菌群；

S5：纳米生物环境材料制备，纳米生物环境材料由纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、生物菌三部分组成，纳米硅酸盐复合材料作为机复合肥、生物菌的载体，所述纳米硅酸盐复合材料是经过特殊理化处理、具有层状结构的硅酸盐材料，经过加工处理过的层状硅酸盐，其层状结构中的层间距在得到有效扩张且并未崩解得以扩大，在无任何孔隙的层状硅酸盐材料内部形成众多纳米级孔隙，所述层状硅酸盐是一种具有特殊物理结构的天然硅酸盐；

S5.1：根据土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力，结合植物特征，对有益物质进行补充，对土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力进行调节，制备有机复合肥，有机复合肥的配比用量以及成分根据土壤需要进行添加；

S6：将制备的纳米生物环境材料投放至土壤中，并且在土壤上种植植物，为植被提供有效供水，确保植被存活，利用植物体对土壤中的重金属进行吸附、转化和分解，从而达到修复土壤重金属污染的目的，同时纳米生物环境材料以纳米微空间层状硅酸盐为载体的基材，为有机、无机、生物等(改变重金属元素形态)精选材料，提供驻留存活平台，借助有机、无机、生物机制，降低和清除土壤中的重金属污染，能使重金属污染治理长效化，提高治理效率和成功率；

所述纳米生物环境材料中纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、生物菌的配比为5：30:0.05，纳米生物环境材料是纳米硅酸盐复合材料5份(以重量计)，有机复合肥是鸡粪肥、羊粪肥、有机复合肥、草木灰，按2:3:1.5:4的比例混合后形成的混合有机肥，总计使用量30份(以重量计)；0.05份生物菌制剂(以升为计量单位)混合而成的专门材料。

S7：建设草甸滴灌系统和生态环境监测系统，实现实时监测；

S8：对草甸地域进行有效的区域划分并有效隔离，建立错峰禁牧、限牧管理体系；

S9：对土壤草地进行灭鼠，实行灭鼠也是草原治理实践中不可忽略的重要内容之一，鼠患对草甸(草原)的退化也是起到相当重要因素之一；

S10：严格执法，对严重破坏生态保护工作的集体和个人实施必要的法律惩戒。

实验部分：

重金属污染土壤治理

受试土壤选择四川省新津县成都农业发展示范区内。土壤为该地区的主要土壤类型—黄壤土。耕作层主要理化性质见图2，其中重金属种本底见图3，供试污染物浓度见图4。

成都平原重金属污染主要铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)，以及局部地区的铜(Cu)污染。受试地块土壤采集化验结果也证实了这一结论(见图3)。其他造成土壤污染的重金属元素检测量均低于国家规定的重金属污染标准值。图3检出数据已证明该地域重金属污染已达到中级污染程度，铬、铅污染已接近重度污染下限。

试验区域设定，面积：2mX2m＝4m2。试验区域采用防水人造地板革以地面以上20cm，地面以下60cm，均匀分割成为四块，防止侧渗。试验采用四个浓度处理，计量区域I、II、III、IV号试验区域(见图4)，同时设置三个相同测试区域进行田间试验。

取化学纯HgCl2、CrCl3、Pb(NO3)2、Cu(NO3)2试剂(按浓度计算量-本底重金属含量＝试验区域重金属含量)混合形成I号试剂、II号试剂和III号试剂。取试验区表层20cm土壤分别与I号试剂、II号试剂和III号试剂及5份“纳米生物环境材料”搅拌混合，回填至II、III、IV号试验区域。浇水淋透，静置四周，每过7日取土样一次，土样自然风干。采用Tessier连续提取后，采用HITACHIZ-6100火焰原子吸收仪、PERHIN-ELMER-3100石墨炉原子吸收仪测定不同形态重金属含量。

实验结果：请参阅图5至图8，

实验数据分析及结论

以上实验数据可以看到“纳米生物环境材料”在降低土壤中重金属存量方面具有比较明显的效果。重金属清除达50％以上。重金属浓度越高，清除效果越好。对于中度、重度重金属污染土壤，具有极佳的治理效果。

对于重金属轻度污染土壤也具有较为明显的治理效果，只是时间效应更加明显。

运用“纳米生物环境材料”NG-EMHMP-II治理重金属污染土地的研究中，我们发现，使用“纳米生物环境材料”的剂量越大，清除重金属元素效果越好，时间越短，见图1，

试验中，所有实验数据表明，“纳米生物环境材料”在减少、降低重金属污染区块的重金属检出量效果明显。经过对治理三个月后，区块土壤种植经济的作物进行残留重金属检测，其中，重金属检出量降低近40％，全面低于国家标准规定限值。

实验中我们发现：

随“纳米生物环境材料”施放量的提高，治理效果在某一个时间点开始不再明显，此机理有待进一步研究；

无限量使用“纳米生物环境材料”，从性价比角度看完全没有必要，更何况无论材料使用量如何设计在某一个时间点上治理效果就不再明显；

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种土壤修复的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：确定目标环境和目标植被或需求，如在某地区栽种某种植物、对某地方的土壤进行改良，且改良后适合种植某植物等；

S1.1：确定目标环境的年气候环境、海拔高度，确定取样点并按照要求完成土样采集，由于需要修复的土壤地域不同、土壤性质不同，首先需要进行实地取样，将采集的土壤样品带回实验室；

S2：对土样进行实验室分析、实验，分析土壤性质，通过仪器分析土壤的成分，包括土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力这些土壤数据，准确分类土壤退化等级；

S3：分离菌群，将土壤中的菌群进行分离，并根据该土壤种植植物的特性，将不利于对应植物生长的有害菌群分出，留下对植物生长有益的菌群；

S4：生物菌制备，将对植物有益的菌群在特定环境下经过筛选、分离、富集、加强、培养和繁育制成生物菌，为治理项目提供特供菌种、菌群；

S5：纳米生物环境材料制备，纳米生物环境材料由纳米硅酸盐复合材料、有机复合肥、生物菌三部分组成，配比按照目标土壤及目标植物综合分析，并非固定配置。纳米硅酸盐复合材料作为有机复合肥、生物菌的载体，所述纳米硅酸盐复合材料是经过特殊理化处理、具有层状结构的硅酸盐材料，经过加工处理过的层状硅酸盐，其层状结构中的层间距在得到有效扩张且并未崩解得以扩大，在无任何孔隙的层状硅酸盐材料内部形成众多纳米级孔隙，所述层状硅酸盐是一种具有特殊物理结构的天然硅酸盐；

S5.1：根据土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力，结合植物特征，对有益物质进行补充，对土壤的pH值、化学物质、微量元素、微生物、矿质养分、重金属离子、肥力进行调节，制备有机复合肥，有机复合肥的配比用量以及成分根据土壤需要进行添加；

S6：将制备的纳米生物环境材料投放至土壤中，并且在土壤上种植植物，为植被提供有效供水，确保植被存活，利用植物体对土壤中的重金属进行吸附、转化和分解，从而达到修复土壤重金属污染的目的，同时纳米生物环境材料以纳米微空间层状硅酸盐为载体的基材，为有机、无机、生物等精选材料，提供驻留存活平台，借助有机、无机、生物机制，降低和清除土壤中的重金属污染，能使重金属污染治理长效化，提高治理效率和成功率。

2.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述有机复合肥由腐殖酸、羊粪肥、牛粪肥、人粪肥、草木灰、有机N\P\K精制材料按照比例组成，

配比比例以及种类将根据目标环境土壤分析结论及目标植物的存活、生长最佳土壤成分进行决定，土壤最佳状态为氮含量：0.1％—0.4％，磷含量：0.02％—0.1％、钾含量：0.1％—1.5％，有机质含量：3％—7％，PH值：6.5-7.5；配比综合考虑实施后达到此配置状态。

3.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述纳米硅酸盐复合材料其主要成分是硅酸盐衍生物，是通过科学方法改变其理化性，其属性与自然界中的硅酸盐无异，对自然环境无任何不良作用。

4.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述纳米硅酸盐复合材料具有纳米级多孔结构，增加了层状硅酸盐的比表面积约500-1000㎡/g，使其具备强大的吸附能力。

5.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述微生物菌按重量计，包含有效活菌数≥1.2亿/ml，胞外多糖≥1.0mg/ml，霉菌杂菌数≤3.0*10^6，杂菌率≤10％。施加按照有益菌3亿-5亿株/㎡，其具体数量根据植物种类、大小而定。

6.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述纳米生物环境材料按照重量计，目标环境土壤施加按照4—20cm厚度土壤施加，施加厚度根据目标植物或需求确定，每立方米施加350—500g。

7.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述方法混合后的纳米生物环境材料的PH值：6.5-7。

8.根据权利要求1所述的一种土壤修复的方法，其特征在于：所述施加方案为三种，根据实地情况进行选择，

一、按照目标环境及植物要求配比后撒播到土壤中，翻耕；

二、与植物种子混合后撒播土壤中，使用1cm—3cm厚的浅层土覆盖；

三、在栽种植物时撒播在植物根系旁与根系接触，然后使用10cm—20cm厚的深层土覆盖。