本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，礦山采選廢水、化工電鍍廢水、生活污水及其他污染性廢水的排放強(qiáng)度越來(lái)越大，煤炭燃燒、工業(yè)廢氣等大氣污染物沉降量也不容忽視，這些污染物不斷累積在土壤環(huán)境中，引發(fā)我國(guó)諸多耕地尤其是基本農(nóng)田遭受重金屬等污染物污染的問(wèn)題，土壤環(huán)境的自凈能力有限，如果土壤污染得不到有效控制和修復(fù)，將直接或間接影響地表水地下水污染、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及安全，甚至威脅人體健康，影響社會(huì)穩(wěn)定。

目前，土壤的修復(fù)方法主要包括物理、化學(xué)及電化學(xué)方法，動(dòng)物、植物及微生物方法等，但每種技術(shù)都存在自身的不足之處，例如化學(xué)清洗就存在試劑殘留及費(fèi)用高的問(wèn)題；電化學(xué)修復(fù)目前不夠成熟；吸附或固定化的方法修復(fù)后的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)依然長(zhǎng)期存在；而動(dòng)物、植物及微生物方法具有環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性的有點(diǎn)，但需要多種技術(shù)手段的集成才能提高修復(fù)效率和效果。

目前，已有一些專利公開(kāi)了對(duì)污染土壤的治理方法。例如，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210014161.7的中國(guó)專利公開(kāi)了一種重金屬污染土壤的生物修復(fù)方法，其是在重金屬污染土壤中施加蚯蚓飼料，翻土混勻，放入蚯蚓養(yǎng)殖；收集上層土壤中的蚓糞及成蚓；采用條植的方式種植植物，對(duì)其地上部分進(jìn)行刈割及整體移除，實(shí)現(xiàn)重金屬的去除，但需要添加蚯蚓飼料，增加了修復(fù)成本，存在種植結(jié)構(gòu)和種類單一的問(wèn)題。

申請(qǐng)?zhí)枮?00410027833.3的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種土壤重金屬污染的植物修復(fù)方法，其是通過(guò)種植小飛揚(yáng)草與苧麻套種，并接種重金屬的活化細(xì)菌，結(jié)合植物對(duì)重金屬的吸收與根際細(xì)菌對(duì)重金屬的活化，實(shí)現(xiàn)土壤重金屬鉛、鎘污染的高效快速的修復(fù)。但該發(fā)明申請(qǐng)未考慮旱作和水作交替輪作方式及動(dòng)植物修復(fù)的聯(lián)合，修復(fù)效率和效果仍有提升空間。

而申請(qǐng)(專利)號(hào)：CN201010102446.7的中國(guó)專利申請(qǐng)則公開(kāi)了光合細(xì)菌發(fā)酵液在農(nóng)藥與金屬?gòu)?fù)合污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用，是將含有有效活菌的光合細(xì)菌發(fā)酵液兌水稀釋后均勻噴施于降解菌處理土壤，菌液與土壤充分混勻后，實(shí)現(xiàn)光合細(xì)菌高效降解土壤中的氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留及降低金屬的生物可利用性，但該方法僅降低重金屬的生物可利用性，無(wú)法徹底的去除重金屬而依然存在污染風(fēng)險(xiǎn)。

有鑒于此，確有必要提供一種重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法，該方法具有修復(fù)成本低、操作管理簡(jiǎn)單、修復(fù)周期短、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法，采用該方法具有修復(fù)成本低、操作管理簡(jiǎn)單、修復(fù)周期短、無(wú)二次污染特點(diǎn)，從而解決單一植物修復(fù)效率低下、修復(fù)周期長(zhǎng)的問(wèn)題；化學(xué)淋洗的殘留及排放的二次污染問(wèn)題；以及吸附或固定化的方法無(wú)法徹底根除重金屬而依然存在危害風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明一種重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法，包括如下步驟：

啟動(dòng)旱作植物修復(fù)，重金屬污染土壤修繕后，種植適于重金屬污染土壤修復(fù)的陸生超累積植物，同時(shí)向土壤投放培育的蚯蚓幼苗，日常施用具有活化重金屬、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善蚯蚓棲息條件的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，蚯蚓生長(zhǎng)肥大后定期采用電場(chǎng)驅(qū)趕方式捕捉，土壤重金屬污染物被植物和蚯蚓吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物和捕獲的蚯蚓進(jìn)行焚燒后固化填埋處理無(wú)害化處理；

啟動(dòng)水作植物修復(fù)，旱作植物修復(fù)完成一輪后，繼續(xù)對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修繕，種植適于重金屬污染土壤修復(fù)的水生超累積植物，日常施用與上述旱作植物修復(fù)時(shí)所施用的的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，土壤重金屬污染物被水生植物吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物進(jìn)行無(wú)害化處理。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，采用先旱作植物修復(fù)后水作植物修復(fù)交替輪作進(jìn)行，重復(fù)輪作修復(fù)過(guò)程，直至該修復(fù)的土壤重金屬含量達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)為止。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，所述陸生超累積植物為蜈蚣草、東南景天、籽粒莧、遏藍(lán)菜和海州香薷中的至少一種。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，所述水生超累積植物為李氏禾、美人蕉、風(fēng)車草、西洋菜和空心菜中的至少一種。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，所述環(huán)保酵素是由紅糖、廚余垃圾、水按1：（3-4）：（10-12）的質(zhì)量比混合后經(jīng)至少3個(gè)月的發(fā)酵后過(guò)濾得到的液體追肥，其中廚余垃圾成分為菜葉、水果和果皮。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，所述環(huán)保酵素的日常施用方法是，旱作修復(fù)時(shí)，先將其按1：500-1000的體積比稀釋，通過(guò)滴灌或噴灌的方式按30-50天一次的頻次均勻施至陸生植物的根部周邊土壤；水作修復(fù)時(shí)，直接將環(huán)保酵素液按30-50天一次的頻次均勻噴灑至修復(fù)區(qū)土壤。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，所述電場(chǎng)驅(qū)趕方式是通過(guò)蓄電池供電，將正負(fù)金屬片電極按相距2-3米的橫向距離插入地面，插入深度為20~30cm，形成低壓電場(chǎng)，蚯蚓自動(dòng)鉆出地面后實(shí)行捕捉。

作為本發(fā)明重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)方法的一種改進(jìn)，旱作植物修復(fù)周期不少于3個(gè)月；水作植物修復(fù)周期不少于3個(gè)月。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，本發(fā)明采用旱作和水作交替輪作的植物修復(fù)方式，實(shí)現(xiàn)修復(fù)植物種植類型的多樣化，土壤在干濕交替的狀態(tài)下，有利于重金屬形態(tài)的改變，促進(jìn)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化，修復(fù)部位可全覆蓋，解決了以往植物修復(fù)種植結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、修復(fù)效率低下、修復(fù)空間僅限于根際部位等問(wèn)題。

第二，本發(fā)明利用由廚余圾發(fā)酵而成的環(huán)保酵素為追肥，達(dá)到活化重金屬、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善蚯蚓棲息條件的效果，實(shí)現(xiàn)以廢治廢，無(wú)需施用其它化學(xué)試劑，降低修復(fù)成本，解決了傳統(tǒng)化學(xué)淋洗的殘留及其排放的二次污染問(wèn)題。

第三，本發(fā)明采用陸生植物和水生植物輪作，施用環(huán)保酵素，并與蚯蚓修復(fù)耦合，綜合了生物、植物、微生物及生物化學(xué)作用機(jī)制，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效的綜合性生態(tài)修復(fù)技術(shù)，容易操作和實(shí)施，適合大面積推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明旱作修復(fù)過(guò)程的流程圖。

圖2為本發(fā)明水作修復(fù)過(guò)程的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1 一輪旱作與一輪水作的土壤修復(fù)

如圖1所示，啟動(dòng)旱作植物修復(fù)，重金屬污染土壤修繕后，種植適用重金屬污染土壤修復(fù)的陸生超累積植物，同時(shí)向土壤投放培育的蚯蚓幼苗，日常施用具有活化重金屬、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善蚯蚓棲息條件的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，蚯蚓生長(zhǎng)肥大后定期采用電場(chǎng)驅(qū)趕方式捕捉，土壤重金屬污染物被植物和蚯蚓吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物和捕獲的蚯蚓進(jìn)行無(wú)害化處理處置。

如圖2所示，啟動(dòng)水作植物修復(fù)，旱作植物修復(fù)完成一輪后，繼續(xù)對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修繕，種植適用重金屬污染土壤修復(fù)的水生超累積植物，日常施用與上述旱作植物修復(fù)時(shí)施用一樣的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，土壤重金屬污染物被水生植物吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物進(jìn)行無(wú)害化處理處置。

其中，陸生超累積植為蜈蚣草、東南景天、籽粒莧、遏藍(lán)菜和海州香薷中的至少一種；水生超累積植物為李氏禾、美人蕉、風(fēng)車草、西洋菜和空心菜中的至少一種。

環(huán)保酵素是由紅糖、廚余垃圾、水等按1：3：10的質(zhì)量比混合物后經(jīng)至少發(fā)酵3個(gè)月后過(guò)濾得到的液體追肥， 其中廚余垃圾成分為菜葉、水果、果皮。

環(huán)保酵素的日常施用方法是，旱作修復(fù)時(shí)，先將其按1：500-1000的體積比稀釋，通過(guò)滴灌或噴灌的方式按30-50天/次的頻次施至陸生植物的根部周邊土壤；水作修復(fù)時(shí)，直接將環(huán)保酵素液按30-50天/次的頻次均勻噴灑至修復(fù)區(qū)土壤。

電場(chǎng)驅(qū)趕方式是通過(guò)蓄電池供電，將正負(fù)金屬片電極按相距2-3米插入地面20~30cm，形成低壓電場(chǎng)，蚯蚓自動(dòng)鉆出地面后實(shí)現(xiàn)捕捉。

旱作植物修復(fù)周期6個(gè)月；水作植物修復(fù)周期6個(gè)月。

整個(gè)修復(fù)過(guò)程累計(jì)12個(gè)月，土壤重金屬含量已經(jīng)達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)施例2 一輪旱作、一輪水作及一輪旱作的土壤修復(fù)

如圖1所示，啟動(dòng)旱作植物修復(fù)，重金屬污染土壤修繕后，種植適用重金屬污染土壤修復(fù)的陸生超累積植物，同時(shí)向土壤投放培育的蚯蚓幼苗，日常施用具有活化重金屬、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善蚯蚓棲息條件的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，蚯蚓生長(zhǎng)肥大后定期采用電場(chǎng)驅(qū)趕方式捕捉，土壤重金屬污染物被植物和蚯蚓吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物和捕獲的蚯蚓進(jìn)行無(wú)害化處理處置。

如圖2所示，啟動(dòng)水作植物修復(fù)，旱作植物修復(fù)完成一輪后，繼續(xù)對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修繕，種植適用重金屬污染土壤修復(fù)的水生超累積植物，日常施用與上述旱作植物修復(fù)時(shí)施用一樣的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，土壤重金屬污染物被水生植物吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物進(jìn)行無(wú)害化處理處置。

重復(fù)上述第一輪旱作的修復(fù)過(guò)程，本次修復(fù)完成。

其中，陸生超累積植為蜈蚣草、東南景天、籽粒莧、遏藍(lán)菜和海州香薷中的至少一種；水生超累積植物為李氏禾、美人蕉、風(fēng)車草、西洋菜和空心菜中的至少一種。

環(huán)保酵素是由紅糖、廚余垃圾、水等按1：4：11的質(zhì)量比混合物后經(jīng)至少發(fā)酵3個(gè)月后過(guò)濾得到的液體追肥， 其中廚余垃圾成分為菜葉、水果、果皮。

環(huán)保酵素的日常施用方法是，旱作修復(fù)時(shí)，先將其按1：500-1000的體積比稀釋，通過(guò)滴灌或噴灌的方式按30-50天/次的頻次施至陸生植物的根部周邊土壤；水作修復(fù)時(shí)，直接將環(huán)保酵素液按30-50天/次的頻次均勻噴灑至修復(fù)區(qū)土壤。

電場(chǎng)驅(qū)趕方式是通過(guò)蓄電池供電，將正負(fù)金屬片電極按相距2-3米插入地面20~30cm，形成低壓電場(chǎng)，蚯蚓自動(dòng)鉆出地面后實(shí)現(xiàn)捕捉。

第一次旱作植物修復(fù)周期6個(gè)月；第一次水作植物修復(fù)周期6個(gè)月；第二次旱作植物修復(fù)周期6個(gè)月

整個(gè)修復(fù)過(guò)程累計(jì)18個(gè)月，土壤重金屬含量已經(jīng)達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)施例3 一輪旱作、一輪水作、一輪旱作及一輪水作的土壤修復(fù)

如圖1所示，啟動(dòng)旱作植物修復(fù)，重金屬污染土壤修繕后，種植適用重金屬污染土壤修復(fù)的陸生超累積植物，同時(shí)向土壤投放培育的蚯蚓幼苗，日常施用具有活化重金屬、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善蚯蚓棲息條件的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，蚯蚓生長(zhǎng)肥大后定期采用電場(chǎng)驅(qū)趕方式捕捉，土壤重金屬污染物被植物和蚯蚓吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物和捕獲的蚯蚓進(jìn)行無(wú)害化處理處置。

如圖2所示，啟動(dòng)水作植物修復(fù)，旱作植物修復(fù)完成一輪后，繼續(xù)對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修繕，種植適用重金屬污染土壤修復(fù)的水生超累積植物，日常施用與上述旱作植物修復(fù)時(shí)施用一樣的環(huán)保酵素作為液體追肥，植物生長(zhǎng)茂盛后定期收割，土壤重金屬污染物被水生植物吸收、轉(zhuǎn)化、累積后得到去除，最終對(duì)收割的植物進(jìn)行無(wú)害化處理處置。

重復(fù)上述第一輪旱作的修復(fù)過(guò)程后，再重復(fù)第一次水作得修復(fù)過(guò)程，本次修復(fù)完成。

其中，陸生超累積植為蜈蚣草、東南景天、籽粒莧、遏藍(lán)菜和海州香薷中的至少一種；水生超累積植物為李氏禾、美人蕉、風(fēng)車草、西洋菜和空心菜中的至少一種。

環(huán)保酵素是由紅糖、廚余垃圾、水等按1：3.5：12的質(zhì)量比混合物后經(jīng)至少發(fā)酵3個(gè)月后過(guò)濾得到的液體追肥， 其中廚余垃圾成分為菜葉、水果、果皮。

環(huán)保酵素的日常施用方法是，旱作修復(fù)時(shí)，先將其按1：500-1000的體積比稀釋，通過(guò)滴灌或噴灌的方式按30-50天/次的頻次施至陸生植物的根部周邊土壤；水作修復(fù)時(shí)，直接將環(huán)保酵素液按30-50天/次的頻次均勻噴灑至修復(fù)區(qū)土壤。

電場(chǎng)驅(qū)趕方式是通過(guò)蓄電池供電，將正負(fù)金屬片電極按相距2-3米插入地面20~30cm，形成低壓電場(chǎng)，蚯蚓自動(dòng)鉆出地面后實(shí)現(xiàn)捕捉。

第一次旱作植物修復(fù)周期6個(gè)月；第一次水作植物修復(fù)周期6個(gè)月；第二次旱作植物修復(fù)周期6個(gè)月；第二次水作植物修復(fù)周期6個(gè)月。

整個(gè)修復(fù)過(guò)程累計(jì)24個(gè)月，土壤重金屬含量已經(jīng)達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。