一种土壤重金属污染修复方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤重金属污染修复方法，涉及生态环境修复领域。该方法包括：在重金属污染的荒芜土地上种植豚草；在豚草开花期开始前的时间段内，对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属。本发明专利技术利用豚草修复重金属污染土壤，豚草生长期和分枝期生长较快，对土壤中的重金属污染具有较强的吸附作用和富集作用；并且豚草自身具有生长迅速、生物量大、适应性强、成本低廉、分布广泛等特点，能够将土壤中的铅、镉等大量转移至植株体内，特别是地上部分，在开花期之前人工收获转移，进行焚烧后提取重金属，从而修复铅、镉等土壤污染，为植物修复重金属土壤以及外来入侵种的有效利用提供更高的经济价值和生态环境价值。

Method for restoring soil heavy metal pollution

The invention discloses a method for restoring soil heavy metal pollution, relating to the field of ecological environment restoration. The method comprises the following steps: planting ragweed on the barren land where heavy metal pollution occurs; and harvesting, transferring, burning and extracting heavy metals in succession of ragweed in the time interval before the beginning of the ragweed flowering period. The invention uses the remediation of heavy metal contaminated soil and rapid growth period of ragweed, Ambrosia and branching stage of growth, has the stronger adsorption and accumulation of heavy metals in polluted soil; and its rapid growth, ragweed has the characteristics of large biomass, strong adaptability, low cost, wide distribution, able to lead and cadmium in soil a large number of transfer to plants, especially the part on the ground before anthesis to harvest artificial transfer, burning after the extraction of heavy metals, such as lead or cadmium to repair the soil pollution, provide higher economic value and ecological value for phytoremediation of heavy metals in soil and the effective use of alien invasive species.

【技术实现步骤摘要】
一种土壤重金属污染修复方法
本专利技术涉及生态环境修复领域，更具体的涉及一种土壤重金属污染修复方法。
技术介绍
土壤是人类生态环境的重要组成部分，更是人类社会的生存基础。随着现今社会工业、农业、科学技术的迅猛发展，极大的促进了人类生活、经济的飞速进步，然而工业发展普遍存在的经济效益与环境保护的矛盾，金属延压、污水排放、污水灌溉、采矿冶炼、大气沉降、固废堆积、农药化肥的大量施用等原因，造成了土壤系统的污染问题日趋严重。我国土壤污染种类很多，大致可以分为：重金属污染、农药和有机物污染、病原菌污染、放射性污染等几种类型，其中重金属污染状况尤为严重。由于重金属污染的隐蔽性、不可逆性以及长期性等特点，将严重威胁生态系统安全，影响土壤、大气和水环境的质量。土壤重金属污染，特别是农田土壤的污染，造成农产品可食部分污染物含量严重超标，大面积耕地因污染无法使用，并通过淋洗、地表径流、植物挥发、风化尘埃等进入水体、大气产生次生污染。人类取食农产品、饮用水、呼吸活动使得污染物在人体内聚集，通过食物链的富集，导致各种疾病的爆发，最终将危害人类的生命安全。土壤一旦被污染，若要修复需要很多的财力和时间，现有技术中采用物理、化学方法修复重金属污染土壤，耗资巨大，并会破坏土壤结构、降低土壤肥力和生物活性，修复效果不佳。生物方法修复技术成本低，对环境扰动少，清理土壤中重金属污染物的同时可以同时清除污染土壤周围的大气或水体载体中的污染物，有较高的美化环境价值，易为社会接受。植物修复重金属污染物的过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，被植物修复过的干净土壤适合于多种农作物的生长。另外，植物能使地表长期稳定，有利于生态环境改善和野生生物的繁衍，而且维持土壤固化的低成本。但现今生物修复技术尚未完善，还需要将来更深入的研究。综上所述，现有技术中，存在采用物理、化学方法修复重金属污染土壤，其耗资巨大，修复效果不佳的问题。生物修复技术尚未完善，还需要将来更深入的研究。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种土壤重金属污染修复方法，用以弥补现有物理、化学方法修复重金属污染土壤中耗资巨大、修复效果不佳的问题。本专利技术实施例提供一种土壤重金属污染修复方法，包括：在重金属污染的荒芜土地上种植豚草；在豚草分枝期预结束和开花期预开始的时间段内，对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属。较佳地，所述重金属污染的荒芜土地远离农田水渠。较佳地，所述重金属包括：镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)、砷(As)、镍(Ni)、锌(Zn)、砷(As)和硒(se)中的一种或多种。较佳地，所述豚草的获取方法，包括：从农田杂草中筛选豚草。较佳地，所述豚草的获取方法，包括：从室外盆栽中筛选豚草。较佳地，所述豚草的生长期，包括：幼苗期、分枝期、开花期和成熟期。较佳地，所述对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属的时间段的确定方法，包括：将供试土壤自然风干后，捣碎、剔除杂物并过2mm筛，称取20kg装入高40cm、半径25cm的塑料花盆中；将豚草种植在所述塑料花盆中；且所述豚草置于人工模拟生长环境的大棚内生长；向不同所述塑料花盆中的土壤分别添加铅溶液、镉溶液和铅镉混合溶液；其中，铅浓度为0mg/kg的所述塑料花盆十二个，铅浓度为100mg/kg的所述塑料花盆十六个，铅浓度为250mg/kg的所述塑料花盆十六个，铅浓度为500mg/kg的所述塑料花盆十六个，铅浓度为1000mg/kg的所述塑料花盆十六个；镉浓度为10mg/kg的所述塑料花盆十六个，镉浓度为10mg/kg的所述塑料花盆十六个，镉浓度为25mg/kg的所述塑料花盆十六个，镉浓度为50mg/kg的所述塑料花盆十六个，镉浓度为100mg/kg的所述塑料花盆十六个；铅镉混合浓度为250+25mg/kg的所述塑料花盆十六个，铅镉混合浓度为1000+100mg/kg的所述塑料花盆十六个；监测无重金属添加的豚草和添加有重金属的豚草的幼苗期、分枝期、开花期和成熟期的生长状况，并在每一个生长期进行一次形态测量并取样；其中，形态测量包括：豚草的形态指标、生物量以及重金属含量；对比分析不同生长期各豚草的形态指标，通过公式(1)，确定不同生长期各豚草的重金属转移系数；对比分析不同生长期各豚草的形态指标，通过公式(2)，确定不同生长期各豚草的重金属富集系数；根据不同生长期各豚草的重金属转移系数和不同生长期各豚草的重金属富集系数，确定开花期开始前的时间段为提取豚草中重金属的最佳时间；所述公式(1)，如下所示：重金属转移系数＝地上部分豚草中重金属浓度/豚草根部重金属浓度；所述公式(2)，如下所示：重金属富集系数＝地上部分豚草中重金属浓度/塑料花盆土壤中重金属浓度。本专利技术实施例中，提供一种土壤重金属污染修复方法，与现有技术相比，其有益效果如下：本专利技术利用豚草修复重金属污染土壤，豚草作为植物修复的一种，生长期和分枝期生长较快，对土壤中的重金属污染具有较强的吸附作用和富集作用；并且豚草自身具有生长迅速、生物量大、适应性强、成本低廉、分布广泛等特点，能够将土壤中的铅、镉等大量转移至植株体内，特别是地上部分，在开花期之前人工收获转移，(避开豚草开花期)，进行焚烧后提取重金属，从而修复铅、镉等土壤污染，为植物修复重金属土壤以及外来入侵种的有效利用提供更高的经济价值和生态环境价值。本专利技术提供的植物修复重金属污染土壤技术具有成本低、维持土壤生物活性和土壤物理性质、适合大面积治理和不易造成二次污染等优点，利用植物的富集能力和转移能力，将土壤中的铅、镉等大量转移至植株体内，特别是地上部分，选取适当的时机收割，从而修复铅、镉等土壤污染，对于重金属污染严重的荒芜土地，圈定豚草的生长范围，远离农田水渠等地区，豚草作为修复植物是较为不错的选择。本专利技术既稳定了污染土壤的结构、维持土壤生物活性和土壤物理性质，又减少风蚀水蚀作用、防止地下水二次污染，有效的修复了土壤重金属污染，提高土壤环境质量；为植物修复重金属土壤以及外来入侵种的有效利用提供更高的经济价值和生态环境价值。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种土壤重金属污染修复方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种土壤重金属污染修复方法中对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属的时间段的确定方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。土壤污染的机理及其修复是近20年来环境科学研究的热点，提出的理论和技术上可行的修复方法有：物理修复、化学修复、农业生态修复和生物修复等。生物修复是通过利用生命系统的活动，实现受限制和管理的环境中需要的物理和化学的变化，使土壤中的有害污染物得以去除，土壤质量得以提高或改善的过程，包括微生物修复、植物修复、动物修复等。物理/化学修复(1)客土、换土、去表土、深耕翻土法客土法是在污染土壤表层加入非污染土壤，或将非污染土壤与污染土壤混匀，使得重金属浓度降低到临界危害浓度以下，从而达到减轻危害的目的。换土法是将污染土壤部分或全部换去，换入非污染土壤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤重金属污染修复方法，其特征在于，包括：在重金属污染的荒芜土地上种植豚草；在豚草开花期开始前的时间段内，对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属。

【技术特征摘要】
1.一种土壤重金属污染修复方法，其特征在于，包括：在重金属污染的荒芜土地上种植豚草；在豚草开花期开始前的时间段内，对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属。2.如权利要求1所述的土壤重金属污染修复方法，其特征在于，所述重金属污染的荒芜土地远离农田水渠。3.如权利要求1所述的土壤重金属污染修复方法，其特征在于，所述重金属包括：镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)、砷(As)、镍(Ni)、锌(Zn)、砷(As)和硒(se)中的一种或多种。4.如权利要求1所述的土壤重金属污染修复方法，其特征在于，所述豚草的获取方法，包括：从农田杂草中筛选豚草。5.如权利要求1所述的土壤重金属污染修复方法，其特征在于，所述豚草的获取方法，包括：从室外盆栽中筛选豚草。6.如权利要求1所述的土壤重金属污染修复方法，其特征在于，所述豚草的生长期，包括：幼苗期、分枝期、开花期和成熟期。7.如权利要求6所述的土壤重金属污染修复方法，其特征在于，所述对豚草依次进行收割、转移、焚烧和提取重金属的时间段和重金属吸收量的确定方法，包括：将供试土壤自然风干后，捣碎、剔除杂物并过2mm筛，称取20kg装入高40cm、半径25cm的塑料花盆中；将豚草种植在所述塑料花盆中；且所述豚草置于人工模拟生长环境的大棚内生长；向不同所述塑料花盆中的土壤分别添加铅溶液、镉溶液和铅镉混合溶液；其中，铅浓度为0mg/kg的所述塑料花...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣若，吕久俊，王延松，
申请(专利权)人：辽宁省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21