一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法技术

本发明专利技术涉及一种矿区‑绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法，该方法是指首先调查交错带土壤的重金属污染特征与土壤理化属性，摸清重金属生物有效性的主控因子体系；然后平整土地，并依据有效态重金属的含量对土壤进行调理；接着在每年的初春时节按照条距30 cm，每床3行，拨幅5 cm的规格种植一年生的榆树幼苗；植物生长期间按照城市绿化带或者苗圃生产的方式进行管理。本发明专利技术可靠性高、环境风险低，同时可取得经济、社会以及环境等多方面的效益，具有很强的区域推广价值。

A risk management and control method of heavy metal contaminated soil in mining oasis ecotone

【技术实现步骤摘要】
一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法
本专利技术涉及西北特殊生境有色金属污染场地土壤的修复技术，尤其涉及一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法。
技术介绍
西北地区位于亚欧大陆的腹地，占我国陆地总面积的1/3，有色金属矿产资源丰富，开采的矿山数以千计。然而，由于矿物仅占采矿原料中极小的部分，加之早期粗放的采矿方式，因而一些和原生矿物伴生的金属通常会以副产物的形式被输出，然后通过粉尘沉降、工业废弃物和尾矿的堆积以及废水的排放等形式污染矿区及周边土壤，导致重金属在土壤中的不断积累。因此，西北地区是我国矿山重金属污染场地修复的热点区域之一。干旱、土地盐渍化以及高风蚀是西北地区的典型生境特征。在此生境条件下，呈带状或斑块状分布的绿洲是该区域工农业生产的主要基地。尽管绿洲面积不足西北干旱区总面积的5%，但却养育了干旱区90%以上的人口，创造了95%以上的工农业产值。同时，绿洲更是预防沙尘暴和阻止沙漠前进的“桥头堡”。一旦绿洲土壤环境因重金属污染产生不可逆的灾难性变化，将导致大面积绿洲区土地被弃耕，绿洲区人民为寻求更加适宜的生存环境将被迫外迁，最终必然会造成“人退沙进”的景观演替态势。交错带作为矿区与绿洲的过渡带，其是矿区来源重金属污染物的重要缓冲带和净化带。在矿产资源长期开采过程中，交错带土壤积累的重金属会不断增加，土壤环境质量将会持续恶化，生物一旦难以存活，生物多样性也会随之降低，最终会造成大面积地表的裸露。因此，在西北地区特殊的生境条件下，加之极端降水事件的不断增多，受污染交错带土壤存在极大的风蚀、水蚀风险。土壤侵蚀的加强必将会造成土壤颗粒的扩散，进而诱发重金属的迁移，对下风向和下游绿洲区土壤的安全构成严重的威胁，并最终影响到绿洲区人民的身体健康和区域生态环境安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺可靠性高、环境风险低的矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法。为解决上述问题，本专利技术所述的一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法，其特征在于：该方法是指首先调查交错带土壤的重金属污染特征与土壤理化属性，摸清重金属生物有效性的主控因子体系；然后平整土地，并依据有效态重金属的含量对土壤进行调理；接着在每年的初春时节按照条距30cm，每床3行，拨幅5cm的规格种植一年生的榆树幼苗；植物生长期间按照城市绿化带或者苗圃生产的方式进行管理。所述重金属是指镉和/或铅。所述城市绿化带的管理方式是指需要定期对榆树进行修枝和短截，同时定期监测重金属生物有效性的变化，调理土壤进而降低重金属的生物有效性。所述苗圃生产的管理方式是指通过调理土壤将榆树树叶中重金属的含量控制在自然界落叶乔木的正常含量范围内，然后将受污染交错带土壤上生产的榆树幼苗按照正常绿化苗木进行出售。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术所选用的矿区-绿洲交错带重金属污染土壤风险管控的植物在我国西北地区广泛种植，其幼苗容易获取。更为重要的是，该植物还能在重金属极端重度污染土壤上正常生长，这极大提高了交错带受污染土壤风险管控的可行性。2、本专利技术重金属二次释放的风险较低，若同时根据重金属的生物有效性对土壤进行调理，可最大限度地降低环境风险。3、本专利技术既美化了交错带的环境，又使得生产榆树绿化苗木不用挤占基本农田，其同时实现了经济、社会以及环境等多方面的收益。4、本专利技术工艺可靠性高、环境风险低，同时可取得经济、社会以及环境等多方面的效益，具有很强的区域推广价值。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为本专利技术大田示范条件下榆树的生长情况。具体实施方式一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法，该方法是指首先调查交错带土壤的重金属污染特征（重金属类型、总量、赋存形态以及有效态含量）与土壤理化属性（土壤pH、粘粒、碳酸钙、有机质、溶解性有机质、总磷以及有效磷等的含量），摸清重金属生物有效性的主控因子体系。主控因子体系通过与交错带未受污染土壤进行比对，再结合植物的吸收特征来确定。然后平整土地，并依据有效态重金属的含量对土壤进行调理。对土壤进行调理具体包括提高土壤pH、增加土壤粘粒和有机质的含量、恢复土壤碳酸钙含量至原始水平以及同时提高土壤中磷素的含量等。接着在每年的初春时节按照条距30cm，每床3行，拨幅5cm的规格种植一年生的榆树幼苗；植物生长期间按照城市绿化带或者苗圃生产的方式进行管理。其中：重金属是指镉和/或铅。城市绿化带的管理方式是指需要定期对榆树进行修枝和短截，同时定期监测重金属生物有效性的变化，调理土壤进而降低重金属的生物有效性。苗圃生产的管理方式是指通过调理土壤将榆树树叶中重金属的含量控制在自然界落叶乔木的正常含量范围内，然后将受污染交错带土壤上生产的榆树幼苗按照正常绿化苗木进行出售。应用实例1试验类型采用盆栽模拟实验，试验地点设在兰州大学的植物生长室。采用重度污染土壤逐步稀释的方法构建不同浓度梯度的重金属污染土壤。供试重度污染土壤和清洁土壤均采自工矿型绿洲甘肃省白银市。具体处理如表1所示，土壤中镉（Cd）和铅（Pb）的含量均为实测值。表1不同处理下土壤中Cd和Pb的实测含量每个处理重复3次，每盆（H=30cm,D=15cm）装土2.5kg，同时施入0.375g尿素和0.125g磷酸二氢钙作为底肥。土壤平衡5个月后，每盆种植一棵生长一致的一年生榆树幼苗，按照常规方法进行植物生长管理，生长5个月后按照根、树干和树叶3部分分别加以收集。⑴不同污染程度下榆树体内重金属含量的变化：落叶乔木树叶中Cd的正常含量为0.1~2.4mg/kg。本研究中，榆树树叶中Cd的含量为0.08~1.26mg/kg（表2），即不同污染程度下榆树树叶中Cd的含量均在正常范围内，即使是T5处理下土壤中Cd的含量高达60mg/kg。另外，随着污染程度的增加，榆树根部、树干以及树叶中Cd的含量均是随着处理水平的增大而增大，且始终表现为根部>>树干>树叶的趋势。表2不同处理下榆树体内Cd的含量表3不同处理下榆树体内Pb的含量通常，植物地上部Pb的含量为1.5~18mg/kg。从表3中可以看出，本研究中榆树树叶中Pb的含量为3.38~5.77mg/kg，树干中Pb的含量为1.68~5.50mg/kg，其值均在正常含量范围内。与Cd类似，榆树不同器官中Pb的含量整体上亦是随着污染水平的增加而增大，且表现为根部>>树叶>树干的趋势。⑵不同污染程度下榆树对重金属的富集特性：表4不同处理下榆树对Cd、Pb的富集特性榆树作为多年生的落叶乔木，其树叶凋落分解是造成重金属二次污染的重要途径之一。从表4来看，在CK处理下，榆树树叶对Cd和Pb的生物富集系数（BCF）和转移系数（TF）在所有处理下均是最大的，但此处理下土壤中Cd、Pb的含量较低，仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法，其特征在于：该方法是指首先调查交错带土壤的重金属污染特征与土壤理化属性，摸清重金属生物有效性的主控因子体系；然后平整土地，并依据有效态重金属的含量对土壤进行调理；接着在每年的初春时节按照条距30 cm，每床3行，拨幅5 cm的规格种植一年生的榆树幼苗；植物生长期间按照城市绿化带或者苗圃生产的方式进行管理。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法，其特征在于：该方法是指首先调查交错带土壤的重金属污染特征与土壤理化属性，摸清重金属生物有效性的主控因子体系；然后平整土地，并依据有效态重金属的含量对土壤进行调理；接着在每年的初春时节按照条距30cm，每床3行，拨幅5cm的规格种植一年生的榆树幼苗；植物生长期间按照城市绿化带或者苗圃生产的方式进行管理。


2.如权利要求1所述的一种矿区-绿洲交错带重金属污染土壤的风险管控方法，其特征在于：所述重金属是指镉和/或铅。
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚虎，杨潇焱，马双进，曾巧红，马英，南忠仁，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62