【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤修复，特别是涉及一种利用空心菜间作万寿菊配施钝化剂修复镉污染土壤的方法。
技术介绍
1、土壤是我国农业可持续发展至关重要的自然资源，是人类生存发展的物质基础和根本保障。伴随工业化、城镇化的快速推进，土壤污染和土壤质量下降等问题逐渐凸显。其中土壤重金属污染潜伏期长、迁移性差、修复难度大，不仅会对环境造成破坏，还会影响作物生长发育，并会通过食物链进入人体，危害人类健康。因此对土壤的保护以及对受污染土壤的治理是我们国家土壤环境保护工作的重点之一。镉是众所周知的重金属“五毒”元素之一，具有分解周期长、移动性大、毒性高、难降解等特点。因此如何有效修复和控制土壤镉污染，减少作物对镉的吸收富集，实现环境与农作物产品的安全，是环境生态和农业领域的重要问题之一。
2、目前，治理土壤镉污染的方法包括：物理修复、化学修复、生物修复和农业生态措施。其中，物理修复成本较高，难以大面积推广。植物修复作为生物修复的一种方式，是利用具有高富集镉的能力的植物，将土壤中的镉提取出来集中处理。钝化剂处理则作为化学修复的一种，将其加入至镉污染土壤中，将镉元素转化为稳定态，从而降低其迁移和生物可利用，其通过改变了土壤的ph值、生成沉淀、通过吸附与离子交换、有机配位络合等作用，有效降低了土壤中有效态镉离子的浓度和生物有效性。农业生态措施则主要是通过改变耕作制度等方法治理土壤镉污染。其中，间作作为农业生产中传统的耕作模式，合理的间作体系可有效控制作物对镉等重金属的吸收积累，并促进作物对土壤养分的高效利用，提高作物产量和土地利用率。
4、因此，选择合适的间作的植物联合合适的钝化剂修复土壤镉污染，对保障生态环境及农作物安全具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种利用空心菜间作万寿菊配施钝化剂修复镉污染土壤的方法。本专利技术采用羟基磷灰石和生物炭反应制得hap改性生物炭作为钝化剂，先将钝化剂加入至镉污染土壤中，在加入钝化剂的镉污染土壤上间作空心菜和万寿菊，以达到降低土壤中镉含量的效果。本专利技术利用钝化剂对土壤镉进行化学修复，降低重金属在土壤中的有效性，以及间作富集重金属的植物，从而降低土壤中重金属含量，是能够切实保证作物生产安全的重金属污染修复方式。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种利用空心菜间作万寿菊配施钝化剂修复镉污染土壤的方法，包括以下步骤：
4、(1)将羟基磷灰石分散至水中，得羟基磷灰石溶液，再将生物炭加入至羟基磷灰石溶液中搅拌，得混合物，将混合物过滤，收集沉淀物并洗涤、干燥，再将干燥后的沉淀物进行活化处理，即得hap改性生物炭；
5、(2)在待修复镉污染土壤中先加入hap改性生物炭，然后间作空心菜和万寿菊，进行栽培管理，以达到修复镉污染土壤的目的。
6、优选的，步骤(1)中，羟基磷灰石溶液中，羟基磷灰石和水的料液比为(0.5-2)g：100ml。
7、优选的，所述羟基磷灰石的ph为7.02、ec值为37.36μg·cm-1、速效磷含量96.02mg·kg-1，颗粒直径小于200nm。
8、优选的，步骤(1)中，所述生物炭的制备方法为：牛粪沼渣在无氧条件下碳化后过筛，即得生物炭。
9、进一步优选的，碳化温度为400-500℃，碳化时间为0.8-1.2h。
10、优选的，步骤(1)中，所述生物炭的ph为9.43、ec值为286.13μg·cm-1、全氮含量为11.56g·kg-1、速效磷含量为1.03mg·kg-1、速效钾含量为24.32mg·kg-1、有机质含量536.23g·kg-1。
11、优选的，步骤(1)中，生物炭和羟基磷灰石溶液中羟基磷灰石的质量比为(18-19.5)：(0.5-2)。
12、优选的，步骤(1)中，搅拌时间为2.5-3.5h。
13、优选的，步骤(1)中，活化处理的温度为450-550℃，活化处理的时间为60-70min。
14、优选的，步骤(2)中，加入hap改性生物炭后的镉污染土壤含水量为田间持水量的55-65％。
15、优选的，步骤(2)中，hap改性生物炭的施加量为0.6-0.7g/kg。
16、优选的，步骤(2)中，所述空心菜和万寿菊间作种植的比例为1：(1-2)，即每1行空心菜间作种植1-2行万寿菊。
17、优选的，步骤(2)中，空心菜的种植带的种植密度为11-13棵/m2，万寿菊的种植带的种植密度为4-6棵/m2，空心菜的种植带和万寿菊的种植带之间的间距为8-12cm。
18、优选的，步骤(2)中，空心菜和万寿菊在进行间作种植前，需进行育苗处理，再将育苗处理后的空心菜和万寿菊进行统一播种。
19、进一步优选的，空心菜的育苗处理操作为：将空心菜种子浸泡于25-30℃的水中12-28h后，用湿纱布包裹，并置于28-30℃下催芽，待露白后即可进行播种；万寿菊的育苗处理操作为：将万寿菊种子置于35-40℃的水中浸泡2.5-3.5h，待风干后即可进行播种。
20、优选的，步骤(2)中，栽培管理为：在空心菜和万寿菊播种前7天，向土壤中施加基肥，在收获空心菜前一周，追施尿素。
21、进一步优选的，所述基肥是由尿素、磷酸二铵和硫酸钾按1：(0.2-0.3)：(0.4-0.6)的质量比混合而成。
22、进一步优选的，基肥的施加量为0.083-0.33g/kg，尿素的施加量为0.30-0.35g/kg。
23、本专利技术的有益效果：
24、本专利技术采用羟基磷灰石和生物炭反应制得hap改性生物炭作为钝化剂，先将钝化剂加入至镉污染土壤中，在加入钝化剂的镉污染土壤上间作空心菜和万寿菊，以达到降低土壤中镉含量的效果。
25、本专利技术利用钝化剂对土壤镉进行络合、吸附、沉淀、氧化、还原等化学修复，降低重金属在土壤中的有效性，同时利用间作富集重金属的植物，从而降低土壤中重金属含量，是能够切实保证作物生产安全的重金属污染修复方式。一方面，本专利技术采用的钝化剂兼具羟基磷灰石和生物炭的特性，对土壤中的镉有良好的钝化效果，且生物炭负载羟基磷灰石可以避免羟基磷灰石施入土壤中不易分散的缺点，达到更好的钝化效果。另一方面，本专利技术利用空心本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用空心菜间作万寿菊配施钝化剂修复镉污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，羟基磷灰石溶液中，羟基磷灰石和水的料液比为(0.5-2)g：100mL。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物炭的制备方法为：牛粪沼渣在无氧条件下碳化后过筛，即得生物炭；碳化温度为400-500℃，碳化时间为0.8-1.2h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，生物炭和羟基磷灰石溶液中的羟基磷灰石的质量比为(18-19.5)：(0.5-2)；活化处理的温度为450-550℃，活化处理的时间为60-70min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，加入HAP改性生物炭后的镉污染土壤含水量为田间持水量的55-65％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，HAP改性生物炭的施加量为0.6-0.7g/kg。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述空心菜和万寿菊间作种植的比例为1
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，空心菜和万寿菊在进行间作种植前，需进行育苗处理，再将育苗处理后的空心菜和万寿菊进行统一播种；空心菜的育苗处理为：将空心菜种子浸泡于25-30℃的水中12-28h后，用湿纱布包裹，并置于28-30℃下催芽，待露白后即可进行播种；万寿菊的育苗处理为：将万寿菊种子置于35-40℃的水中浸泡2.5-3.5h，待风干后即可进行播种。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，栽培管理为：在空心菜和万寿菊播种前7天，向土壤中施加基肥，在收获空心菜前一周，追施尿素；所述基肥是由尿素、磷酸二铵和硫酸钾按1：(0.2-0.3)：(0.4-0.6)的质量比混合而成。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，基肥的施加量为0.083-0.33g/kg，尿素的施加量为0.30-0.35g/kg。
...【技术特征摘要】
1.一种利用空心菜间作万寿菊配施钝化剂修复镉污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，羟基磷灰石溶液中，羟基磷灰石和水的料液比为(0.5-2)g：100ml。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物炭的制备方法为：牛粪沼渣在无氧条件下碳化后过筛，即得生物炭；碳化温度为400-500℃，碳化时间为0.8-1.2h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，生物炭和羟基磷灰石溶液中的羟基磷灰石的质量比为(18-19.5)：(0.5-2)；活化处理的温度为450-550℃，活化处理的时间为60-70min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，加入hap改性生物炭后的镉污染土壤含水量为田间持水量的55-65％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，hap改性生物炭的施加量为0.6-0.7g/kg。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述空心菜和...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨全刚，张子辰，孙楷清，诸葛玉平，娄燕宏，李伟康，孙慧，黄兆恒，王会，潘红，杨忠臣，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：
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