本發(fā)明涉及礦區(qū)土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
礦區(qū)土地鎳污染嚴重，我國礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)后通常用作農(nóng)業(yè)使用，如果修復(fù)不完全，鎳通過根系進入植物中，導(dǎo)致植物生長不良，對植物造成危害，甚至導(dǎo)致植物死亡。鎳可以在植物體內(nèi)積蓄，當鎳積蓄超出正常含量的植物進入食物鏈時，就會影響動物乃至人類的健康。
目前，我國鎳污染土地多數(shù)未得到治理，對環(huán)境造成巨大的隱患。土壤鎳污染具有隱蔽性、滯后性和長期性，對生態(tài)環(huán)境造成危害，且鎳是遷移性污染物，鎳進入土壤中后，被污染的土壤范圍逐漸擴大。
現(xiàn)有技術(shù)中對于鎳污染土地的修復(fù)技術(shù)主要包括微生物去除法，化學(xué)法（藥劑洗滌、熱分解等），物理法（電流使帶電粒子遷移等）以及種植植物，大量的方法還處于實驗室研究階段，現(xiàn)場實施較困難，同時，現(xiàn)有鎳污染土地處理技術(shù)工藝相對落后，導(dǎo)致了鎳污染土地修復(fù)效率低、成本高，二次污染及環(huán)境風險大的問題。
礦區(qū)的土地凹凸不平，土壤含鎳量差異較大，因此在對土壤進行修復(fù)時，需要進行土壤樣品采集和分析測試。采集土壤樣品時，由于土壤含鎳量差異太大，傳統(tǒng)的“S”或者“對角線”法很難反應(yīng)土壤含鎳量的實際情況，目前對鎳污染土壤進行修復(fù)時，沒有充分考慮土壤含鎳量的空間差異性，在土壤樣品采集和修復(fù)上沒有考慮空間差異性，存在一定不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)方法，修復(fù)效率高、成本低，無二次污染，因地制宜，能更加精準快速的修復(fù)礦區(qū)鎳污染土壤，有效阻止鎳在土壤中遷移，防止土壤污染范圍擴大，并且在土壤修復(fù)過程中長期為土壤提供營養(yǎng)元素，提高土壤的可利用價值。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)方法，首先采用網(wǎng)格多點法進行土壤樣品采集，然后對所采集的土壤樣品的鎳含量進行測定，并依據(jù)土壤鎳含量測定結(jié)果將土壤劃分等級，然后翻耕鎳污染土壤表層厚10-18cm的土壤，再根據(jù)所劃分的土壤等級施撒對應(yīng)用量的土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒，最后對鎳污染土地進行灌溉，灌水深度為20cm以上，土壤相對濕度達85％以上，并保持該相對濕度10～20天即可，所述土壤修復(fù)劑是由吸附載體和吸附于所述載體上的有效活菌組成，且每克土壤修復(fù)劑中含有的有效活菌總數(shù)為（5～150）×108CFU；所述有效活菌由鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌混合組成，且鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌的有效活菌數(shù)比例為1.5～2：1～2：2～3.5，所述吸附載體是由椰糠、硅藻土和膨潤土按照重量比1：2：1混合制成；
所述緩釋顆粒按照重量比是由120～140份亞麻籽餅粕、50～60份牡丹籽殼、100～120份秸稈、30～40份竹炭粉和150～200份改性米糠蛋白溶液制成，所述改性米糠蛋白溶液按照重量比是由10-15份米糠蛋白與100-120份蒸餾水混合后依次加入0.5～1份谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和0.1～0.2份二甲酸鉀在45～50℃溫度下加熱2h制得。
所采用的網(wǎng)格多點法中的網(wǎng)格尺寸為（10～45）m×（10～45）m。
所述緩釋顆粒的具體制備方法為：按照上述重量比稱取亞麻籽餅粕、牡丹籽殼、秸稈、竹炭粉、米糠蛋白、蒸餾水、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和二甲酸鉀，將稱取的牡丹籽殼和秸稈混合后放入粉碎機中粉碎為200～400目的粉末，將得到的粉末與竹炭粉、亞麻籽餅粕混合后烘干，然后置于造粒機中造粒，得到混合顆粒，再取米糠蛋白和蒸餾水混合后加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和二甲酸鉀并加熱至45～50℃，保持該溫度2小時，得到改性米糠蛋白溶液，再將改性米糠蛋白溶液噴涂到混合顆粒上，烘干后即制得緩釋顆粒。
所述依據(jù)土壤鎳含量測定結(jié)果將土壤劃分等級是指：依據(jù)土壤鎳含量測定結(jié)果，將土壤劃分為五個等級，一級土壤的土壤鎳含量低于9.5mg/kg，二級土壤的土壤鎳含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三級土壤的土壤鎳含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四級土壤的土壤鎳含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五級土壤的土壤含鎳量不低于56mg/kg；
所述五個等級的土壤中所施加的土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒量為：網(wǎng)格內(nèi)的土壤為一級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝3～4kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝250～450kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為二級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝4～6kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝450～650kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為三級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝6～8kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝650～850kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為四級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝8～10kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝850～1050kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為五級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝10～12kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝1050～1250kg。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
一、本發(fā)明能在短時間內(nèi)修復(fù)鎳污染土壤，提高土壤肥力，修復(fù)效率高，成本低，無二次污染，可以恢復(fù)煤礦塌陷區(qū)鎳污染土壤的使用功能；
二、采用網(wǎng)格多點采樣法進行土壤樣品的采集，分級施撒土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒，克服了礦區(qū)土壤含鎳量空間差異大的缺點，達到了準確修復(fù)的效果，并且降低成本，能快速均勻提高土壤肥力；
三、通過施撒土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒對土壤進行修復(fù)，使得修復(fù)后的土壤可用作農(nóng)業(yè)耕地，并可為微生物和植物提供有效的營養(yǎng)元素；
四、本發(fā)明中使用的土壤修復(fù)劑可以有效改善鎳在土壤中的存在形態(tài)，使用該土壤修復(fù)劑對鎳污染土壤進行修復(fù)后，修復(fù)后的土壤可以用作農(nóng)業(yè)種植，可以降低鎳通過根系進入植物中的量，同時大大降低了鎳在植物中的積累量，該土壤修復(fù)劑中使用的吸附載體通透性、保水能力及營養(yǎng)供給能力俱佳，能有效保持有效活菌的活性，且該土壤修復(fù)劑能降低土壤中鎳的活性，固持土壤中的鎳，有效阻止鎳遷移，使鎳污染土壤范圍不會進一步擴大；
五、本發(fā)明中使用的緩釋顆粒能為土壤提供營養(yǎng)元素并減少土壤中鎳粒子的移動性，緩釋顆粒中的亞麻籽油餅粕能為土壤提供多種元素，能有效改善土壤的物理性狀，克服礦區(qū)鎳污染土壤堅硬物理結(jié)構(gòu)差的缺點，該緩釋顆粒能緩慢分解，延長作用期，米糠蛋白在谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和二甲酸鉀共同作用下改性，有利于蛋白質(zhì)分子的展開，并催化蛋白質(zhì)多肽發(fā)生分子內(nèi)和分子間發(fā)生共價交聯(lián)，具體表現(xiàn)為黏度增大，具有較高的剪切力抵抗性和膠粘性，使得制成的改性米糠蛋白溶液對混合顆粒包覆后，在混合顆粒外層形成緩慢分解的蛋白層，長期為土壤提供營養(yǎng)元素；
六、通過施用土壤改良劑和緩釋顆粒，使有機和生物相結(jié)合，速效和緩效相結(jié)合，優(yōu)勢互補，達到徹底修復(fù)煤礦塌陷區(qū)鎳污染土壤的效果。
具體施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的闡述，本發(fā)明的保護范圍不局限于以下實施例。實施本發(fā)明的過程、條件、試劑等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。
實施例1
一種礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)方法，包括以下步驟：
（1）采用網(wǎng)格多點采樣法進行土壤樣品的采集，采集深度為10cm；
（2）對所采集的土壤樣品的鎳含量進行測定，并依據(jù)土壤鎳含量測定結(jié)果將土壤劃分為五個等級，一級土壤的土壤鎳含量低于9.5mg/kg，二級土壤的土壤鎳含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三級土壤的土壤鎳含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四級土壤的土壤鎳含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五級土壤的土壤含鎳量不低于56mg/kg；
（3）按照重量比1：2：1取椰糠、硅藻土和膨潤土后混合制成吸附載體，然后取鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌并與吸附載體混合以制成土壤修復(fù)劑，其中，鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌的有效活菌數(shù)比例為1.5：1：2，所述的土壤修復(fù)劑中，每克土壤修復(fù)劑中含有的有效活菌總數(shù)為5×108CFU；
（4）按照重量比取10份米糠蛋白與100份蒸餾水混合后再加入0.5份谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶以及0.1份二甲酸鉀在45℃溫度下加熱2h，得到改性米糠蛋白溶液，再按照重量比稱取120份亞麻籽餅粕、50份牡丹籽殼、100份秸稈、30份竹炭粉和150份改性米糠蛋白溶液，將稱取的牡丹籽殼和秸稈混合后放入粉碎機中粉碎為200目的粉末，將得到的粉末與竹炭粉、亞麻籽餅粕混合后烘干，然后置于造粒機中造粒，得到混合顆粒，最后將改性米糠蛋白溶液噴涂到混合顆粒上，烘干后即制得緩釋顆粒；
（5）翻耕鎳污染土壤表層厚10cm的土壤，并根據(jù)所劃分的土壤等級施撒對應(yīng)用量的土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒，網(wǎng)格內(nèi)的土壤為一級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝3kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝250kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為二級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝4kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝450kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為三級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝6kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝650kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為四級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝8kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝850kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為五級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝10kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝1050kg；
（6）對鎳污染土地進行灌溉，灌水深度為20cm以上，土壤相對濕度達85％以上，并保持該相對濕度10天。
本實施例中，步驟（1）中的網(wǎng)格尺寸為10m×10m。
實施例2
一種礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)方法，包括以下步驟：
（1）采用網(wǎng)格多點采樣法進行土壤樣品的采集，采集深度為14cm；
（2）對所采集的土壤樣品的鎳含量進行測定，并依據(jù)土壤鎳含量測定結(jié)果將土壤劃分為五個等級，一級土壤的土壤鎳含量低于9.5mg/kg，二級土壤的土壤鎳含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三級土壤的土壤鎳含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四級土壤的土壤鎳含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五級土壤的土壤含鎳量不低于56mg/kg；
（3）按照重量比1：2：1取椰糠、硅藻土和膨潤土后混合制成吸附載體，然后取鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌并與吸附載體混合以制成土壤修復(fù)劑，其中，鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌的有效活菌數(shù)比例為1.5：2：3，所述的土壤修復(fù)劑中，每克土壤修復(fù)劑中含有的有效活菌總數(shù)為80×108CFU；
（4）按照重量比取13份米糠蛋白與110份蒸餾水混合后再加入0.7份谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶以及0.15份二甲酸鉀在47℃溫度下加熱2h，得到改性米糠蛋白溶液，再按照重量比稱取130份亞麻籽餅粕、55份牡丹籽殼、110份秸稈、35份竹炭粉和175份改性米糠蛋白溶液，將稱取的牡丹籽殼和秸稈混合后放入粉碎機中粉碎為300目的粉末，將得到的粉末與竹炭粉、亞麻籽餅粕混合后烘干，然后置于造粒機中造粒，得到混合顆粒，最后將改性米糠蛋白溶液噴涂到混合顆粒上，烘干后即制得緩釋顆粒；
（5）翻耕鎳污染土壤表層厚14cm的土壤，并根據(jù)所劃分的土壤等級施撒對應(yīng)用量的土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒，網(wǎng)格內(nèi)的土壤為一級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝3.5kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝350kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為二級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝5kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝550kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為三級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝7kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝750kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為四級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝9kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝950kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為五級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝11kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝1150kg；
（6）對鎳污染土地進行灌溉，灌水深度為20cm以上，土壤相對濕度達85％以上，并保持該相對濕度15天。
本實施例中，步驟（1）中的網(wǎng)格尺寸為25m×25m。
實施例3
一種礦區(qū)鎳污染土壤修復(fù)方法，包括以下步驟：
（1）采用網(wǎng)格多點采樣法進行土壤樣品的采集，采集深度為18cm；
（2）對所采集的土壤樣品的鎳含量進行測定，并依據(jù)土壤鎳含量測定結(jié)果將土壤劃分為五個等級，一級土壤的土壤鎳含量低于9.5mg/kg，二級土壤的土壤鎳含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三級土壤的土壤鎳含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四級土壤的土壤鎳含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五級土壤的土壤含鎳量不低于56mg/kg；
（3）按照重量比1：2：1取椰糠、硅藻土和膨潤土后混合制成吸附載體，然后取鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌并與吸附載體混合以制成土壤修復(fù)劑，其中，鹽單胞菌、膠質(zhì)芽胞桿菌和云芝栓孔菌的有效活菌數(shù)比例為2： 2：3.5，所述的土壤修復(fù)劑中，每克土壤修復(fù)劑中含有的有效活菌總數(shù)為150×108CFU；
（4）按照重量比取15份米糠蛋白與120份蒸餾水混合后再加入1份谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶以及0.2份二甲酸鉀在50℃溫度下加熱2h，得到改性米糠蛋白溶液，再按照重量比稱取140份亞麻籽餅粕、60份牡丹籽殼、120份秸稈、40份竹炭粉和200份改性米糠蛋白溶液，將稱取的牡丹籽殼和秸稈混合后放入粉碎機中粉碎為400目的粉末，將得到的粉末與竹炭粉、亞麻籽餅粕混合后烘干，然后置于造粒機中造粒，得到混合顆粒，最后將改性米糠蛋白溶液噴涂到混合顆粒上，烘干后即制得緩釋顆粒；
（5）翻耕鎳污染土壤表層厚18cm的土壤，并根據(jù)所劃分的土壤等級施撒對應(yīng)用量的土壤修復(fù)劑和緩釋顆粒，網(wǎng)格內(nèi)的土壤為一級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝4kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝450kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為二級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝6kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝650kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為三級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝8kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝850kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為四級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝10kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝1050kg；網(wǎng)格內(nèi)的土壤為五級土壤時，土壤修復(fù)劑的施撒量為每畝12kg，緩釋顆粒的施撒量為每畝1250kg；
（6）對鎳污染土地進行灌溉，灌水深度為20cm以上，土壤相對濕度達85％以上，并保持該相對濕度20天。
本實施例中，步驟（1）中的網(wǎng)格尺寸為45m×45m。