CN104056852B - 复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法和应用，其通过添加污染土壤化学改良剂以固定污染土壤中的重金属离子，再通过高效重金属抑制微生物功能菌剂和土壤改良微生物功能菌剂持续强化受污染土壤的修复，克服了传统的化学改良剂针对单一或性质相近的重金属固定效果很好，而对复合型重金属污染土壤修复不能完全达标的缺陷；同时兼顾了经济和环境效益，可以大规模应用于复合型重金属污染土壤的修复。

Description

复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法和应用

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤治理技术领域，特别公开一种复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法和应用。

背景技术

随着我国人口的增加、城镇化的推进和人民群众物质生活水平的提高，对工矿企业加工生产的各类产品需求量也高速增加，负面影响是使得工矿企业在生产经营过程中通过各种途径排入环境土壤中的有害重金属(如Cr、Cd、Pb、As等)不断增加，严重破坏了自然生态环境和威胁了人民身体健康，因此污染土壤治理已迫在眉睫。

污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素；主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。

目前，修复重金属污染土壤主要通过两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在状态，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性，主要修复技术有农艺和化学法；二是利用工程技术方法从土壤中去除重金属，主要修复技术主要有物理法、生物法。

植物修复是公认的较为理想的原位土壤治理技术，但存在明显的缺点：超积累植物往往植株矮小、生物量较低、生长速度慢、生长周期长；大多数超积累植物只能积累某种重金属，不适合复合型重金属污染土壤修复；植物修复受到土壤类型、温度、湿度和营养等环境条件限制。

化学法就是加入土壤改良剂改变土壤的物理、化学性质，通过对重金属的吸附、沉淀或共沉淀作用，改变了重金属在土壤中的存在状态，从而降低其生物有效性和迁移性。如曹心德等人(曹心德等，土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展，环境工程学报，2011(7):1441-1453)公开的，常用的改良剂主要包括石灰、碳酸钙、粉煤灰等碱性物质，羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸氢钙等磷酸盐以及膨润土等矿物。例如，专利CN102303041A公开了一种复合型重金属污染土壤原位固定化方法，以膨润土或高岭土80-90份为填充剂，硫化亚铁0.5-15份，硫酸镁0.5-5份，亚硫酸镁1.5-8份，氧化镁1-5份，氢氧化钙2-10份，和含磷制剂1-5份制成重金属污染土壤修复药剂，与重金属污染土壤按照重量比为1:(5-20)的重量比混合、搅拌均匀，保持土壤湿度在15-30％；经1个月，污染土壤中的重金属离子转化为不溶于水的金属硫化物、氢氧化物、多金属共沉淀物、碱式碳酸盐和磷酸盐矿物，重金属失去其生物活性，被固定在土壤中。

物理工程措施是利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤的一类方法，包括客土法、淋洗法、热处理法、电解法等。客土法将破坏自然土壤的性状，同时还可能影响到地下水安全；淋洗法要求土壤必须具有较的高渗透能力，同时残留的淋洗剂会产生次生污染问题；热处理法修复效率较低和经济投入高，还存在有毒气体的排放和土壤基本性状的改变；电解法受限于土壤的特性，不适用于渗透性好、传导性差的土壤。

目前，也有部分人尝试采用化学和微生物联合修复方法改良和修复重金属污染土壤，并取得初步成效。例如，专利CN102224784A公开了一种香蕉废弃地的土壤化学与生物联合修复方法，先用碳酸氢铵+石灰、或用浓氨水处理土壤，杀死一定量的土壤微生物，使土壤尖孢镰刀菌(香蕉枯萎病病原菌)控制在<104个/g土壤，然后施用香蕉专化型微生物有机肥(100kg/亩)，调节土壤湿度，使外源加入的有益微生物分别达到106-8个/g土壤，在土壤中形成优势群。其针对香蕉土传枯萎病当年发病率大于30％、来年发病率将大于40％的超严重香蕉土传枯萎病的土壤(只能废弃)，使超严重香蕉土传枯萎病的土壤得到有效修复，来年的发病率小于10％，再次复垦种植香蕉。专利CN102941225A公开了一种多环芳烃与重金属复合污染场地土壤的化学-微生物联合修复方法，具体修复步骤为：(1)土壤颗粒准备：首先将污染场地土壤风干碾碎；(2)修复体系设置：加入甲基β环糊精淋洗液至搅拌器中；(3)调节反应温度至50±2℃；(4)同时调节超声发射仪：35kHz超声30min；(5)连续淋洗工作：重复上述步骤连续淋洗修复3次；(6)降解菌深度修复：对连续淋洗修复后土壤接种多环芳烃降解菌，调控N/P为10:1，持续降解90-140天，其主要针对关闭搬迁的焦化厂、钢铁厂和发电厂等企业产生的多环芳烃和重金属污染场地土壤修复。专利CN103418608A公开了一种微生物-化学法联合修复矿区重金属污染土壤的方法，先利用表面活性剂化学淋洗的方法先将土壤中的重金属转移到液相中，再向土壤和淋洗液中分别加入硫酸盐还原菌液，将土壤中残余的重金属从可交换态转化为稳定态，其主要针对矿区重金属污染土壤。总体来看，上述方法成本高昂，不适合用于污染面积较大的土壤，且容易破坏土壤结构和土壤肥力，甚至造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法，其持续强化受污染土壤的修复，克服传统的生物和化学修复的不足，同时兼顾经济效益和环境效益，可以大规模应用于复合型重金属污染土壤的修复。

本发明的又一目的在于提供一种化学和微生物联合修复方法在复合型重金属污染土壤的治理中的应用。

本发明提供一种复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法，包括

步骤1，化学方法固定污染土壤的重金属：

向复合型重金属污染土壤中加入污染土壤化学改良剂，以原位固定污染土壤中的重金属离子；

步骤2，微生物方法持续修复污染土壤：

再向复合型重金属污染土壤均匀喷洒微生物菌剂配制而成的微生物功能菌液，所述微生物菌剂包含高效重金属抑制微生物功能菌剂和土壤改良微生物功能菌剂。

其中，微生物菌剂为目标微生物(有益菌)经过工业化扩繁之后，加工制成的活菌制剂。农用微生物菌剂，具有以下主要功能和作用：(1)预防病害：改善土壤微生物菌群、抑制土壤病原菌繁殖，可有效预防作物的根腐、立枯等病害；(2)提高地力：活化土壤有机与无机养份，提高肥效率，促进作物循环、长效吸收利用，增根壮苗、果实饱满；(3)改良土壤：改善土壤团粒结构，消除板结，提高保水保肥能力，抗旱、抗逆、抗寒、抗倒伏；不间断使用，可改善土壤微生态环境，消除土壤板结、中和酸碱度、降低土壤重金属和盐碱毒害；(4)增根、发苗、壮秧：有益微生物在繁殖代谢过程中，可分泌细胞***素、吲跺乙酸、维生素、本乙酸、赤霉素等植物生长素及氨基酸等活性物质，强力促进增根、生根，壮根、毛细根数量增加一倍以上；吸水、吸肥能力加强，茎粗、苗壮、移栽缓苗快等特点，已广泛应用于土壤等环境改良。

所述的高效重金属抑制微生物功能菌剂为污染土壤重金属(例如，铬、铅、锰、铜、铁、锌等)污染耐受复合细菌，可改善土壤结构，削弱重金属污染。所述的土壤改良微生物功能菌剂为复合微生物肥料菌剂，主要包含固氮菌类、解磷菌类、解钾菌类等复合型微生物，主要作用是改善污染土壤微生物群落结构，提高土壤肥力状况。

其通过添加污染土壤化学改良剂以固定污染土壤中的重金属离子，再通过高效重金属抑制微生物功能菌剂和土壤改良微生物功能菌剂持续强化受污染土壤的修复，克服了传统的化学改良剂针对单一或性质相近的重金属固定效果很好，而对复合型重金属污染土壤修复不能完全达标的缺陷；同时兼顾了经济和环境效益，可以大规模应用于复合型重金属污染土壤的修复。

较佳的，所述污染土壤化学改良剂为：以膨润土或高岭土80-90重量份为填充剂，硫化亚铁0.5-15重量份，硫酸镁0.5-5重量份，亚硫酸镁1.5-8重量份，氧化镁1-5重量份，氢氧化钙2-10重量份，和含磷制剂1-5重量份制成重金属污染土壤修复药剂。

较佳的，所述污染土壤化学改良剂包括如下组分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石、羟基磷灰石和有机肥，其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:有机肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):(0.4-1.2)；其添加量为40-200kg/亩，平衡土壤改良时间为7-14天。

优选的，所述复合型重金属污染土壤改良剂包括如下重量百分数的组分：草木灰14.925-25wt％、钙镁磷肥10-20wt％、生石灰15-24.6wt％、沸石1-4wt％、羟基磷灰石0.075-0.4wt％和有机肥26-59wt％

其中，植物(草本和木本植物)燃烧后的残余物，称草木灰；草木灰的主要成分是碳酸钾(K₂CO₃)，草木灰肥料因草木灰为植物燃烧后的灰烬，所以是凡植物所含的矿质元素，草木灰中几乎都含有。它是一种来源广泛、成本低廉、养分齐全、肥效明显的无机农家肥。其起到提高土壤肥力；改善污染土壤酸碱平衡，恢复污染土壤良好结构；以及削减污染土壤重金属污染的三重功效。

钙镁磷肥主要用于提高土壤肥力，改善污染土壤营养状况。其又称熔融含镁磷肥fusedcalcium-magnesiumphosphate(fertilizer)，主要成分包括Ca₃(PO₄)₂、CaSiO₃、MgSiO₃；是一种多元素肥料，水溶液呈碱性，可改良酸性土壤，培育大苗时作为底肥效果很好，植物能够缓慢吸收所需养分。

将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化钙(CaO)为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰，其主要作用是改善污染土壤酸碱平衡；以及消除或削减土壤重金属污染。

有机肥，主要来源于植物和(或)动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色植物的主要养分。

羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石(Ca₅(PO₄)₃(OH))的自然矿物化。

沸石中含有植物生长所需的微量元素，以可交换离子状态和可溶性盐基形式存在，较易被吸收利用，同时还具有生物酶的多种催化作用。上述污染土壤化学改良剂中，沸石可以协同石灰、钙镁磷肥、羟基磷灰石中的磷酸盐、草木灰中的碳酸钾等无机组分以消除或削减土壤重金属污染，进一步改善污染土壤的结构；还可以协同草木灰、有机肥等有机肥料进一步提高修复后土壤的肥力。

上述的污染土壤化学改良剂采用石灰、钙镁磷肥、羟基磷灰石中的磷酸盐、草木灰中的碳酸钾等无机组分和草木灰、有机肥等有机肥料相结合，并结合沸石各组分之间产生协同效应。通过添加无机组分固定污染土壤中的重金属离子，并结合有机肥料改善污染土壤的肥力，克服了传统的无机土壤改良剂针对单一或性质相近的重金属固定效果很好，而对复合型重金属污染土壤修复不能完全达标的缺陷。

优选的，所述的钙镁磷肥中有效的五氧化二磷质量分数≥12％，水分的质量分数≤0.5％；细度通过0.25mm试验筛≥80％。

优选的，所述的生石灰中氧化钙的质量分数≥80％。

优选的，所述的有机肥中，以烘干基计的有机质质量分数≥40％；以烘干基计的氮、五氧化二磷和氧化钾总养分的质量分数≥4.0％；鲜样的水分的质量分数≤30％；酸碱度pH值为5.5-8.5。

本发明还提供上述的化学和微生物联合修复方法在复合型重金属污染土壤的治理中的应用。

本发明的有益效果有：

1、通过添加污染土壤化学改良剂固定污染土壤中的重金属离子，再通过高效重金属抑制微生物功能菌剂和土壤改良微生物功能菌剂持续强化受污染土壤的修复，克服了传统的化学改良剂针对单一或性质相近的重金属固定效果很好，而对复合型重金属污染土壤修复不能完全达标的缺陷；同时兼顾了经济和环境效益，可以大规模应用于复合型重金属污染土壤的修复。

2、本发明的污染土壤化学改良剂通过石灰、钙镁磷肥、羟基磷灰石中的磷酸盐、草木灰中的碳酸钾等无机组分固定污染土壤中的重金属，并结合草木灰、有机肥等有机肥料相改善污染土壤的肥力，持续强化受污染土壤的修复，具有较高的稳定性、良好的环境友好型、成本低廉，能够钝化并修复多种重金属污染土壤，克服了传统的无机土壤改良剂针对单一或性质相近的重金属固定效果很好，而对复合型重金属污染土壤修复不能完全达标的缺陷。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例和比较实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和比较实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。

其中，复合微生物肥料菌剂为行业内公知称谓，可以是各微生物肥料厂家生产的产品，例如北京鑫鑫盛达生物工程技术有限公司生产的复合微生物肥(硫基)、改田换地菌剂等，或保罗蒂姆汉(潍坊)生物科技有限公司生产的百欧盖恩微生物菌肥、冲施肥、生物菌剂肥料、微生物肥料等；也可以是各微生物肥料专利产品，例如中国专利CN103524261A公开的复合微生物菌剂肥料，专利CN102417413A公开的复合微生物肥料等。本发明中，其主要包含固氮菌类、解磷菌类、解钾菌类等复合型微生物，主要作用是改善污染土壤微生物群落结构，提高土壤肥力状况。

重金属污染耐受复合细菌为行业内公知称谓，可以是各论文中提及的重金属耐受细菌的复合，例如林毅等提及的杀虫细菌苏云金杆菌4AF1、从混合土壤样品及泉州洛江水样中筛选到5个耐受细菌和3个耐受真菌等(林毅等，耐受重金属微生物资源的筛选与分子鉴定，泉州师范学院学报(自然科学)，2005(2):73-76)；也可以是相关专利提及的重金属耐受细菌，例如专利CN102795712A公开的耐重金属离子细菌等。本发明中，其主要为铬、铅、锰、铜、铁、锌等重金属离子污染耐受细菌的复合。

实施例1

按如下重量份的组分配制污染土壤化学改良剂：草木灰:3重量份；钙镁磷肥:12重量份；生石灰:4重量份；沸石:1重量份、羟基磷灰石:0.08重量份和有机肥:4重量份。其中，钙镁磷肥中有效的五氧化二磷质量分数≥12％，水分的质量分数≤0.5％；细度通过0.25mm试验筛≥80％。生石灰中氧化钙的质量分数≥80％。有机肥的有机质质量分数(以烘干基计)≥40％；总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(以烘干基计)≥4.0％；水分(鲜样)的质量分数≤30％；酸碱度pH值为5.5-8.5。

选择在某电镀厂附近1公里内的含Cd、Zn、Cu重金属污染的土壤(该区域为重度污染区域)中，施用本实施例的污染土壤化学改良剂，添加量为100kg/亩，平衡土壤改良时间7天。

然后，在污染场地土壤湿度在40％～80％时，均匀喷洒微生物菌剂配制而成的微生物功能菌液。微生物菌剂是运用生物工程综合技术制备而成，包含高效重金属抑制微生物功能菌剂(液态)和土壤改良微生物功能菌剂(固态)。其中，土壤改良微生物功能菌剂主要为复合微生物肥料菌剂，主要含固氮菌类、解磷菌类、解钾菌类等复合型微生物，主要作用是改善污染土壤微生物群落结构，提高土壤肥力状况。高效重金属抑制微生物功能菌剂主要为污染土壤重金属铬、铅、锰、铜、铁、锌等的污染耐受复合细菌，主要重要是改善土壤结构，削弱重金属污染。

实际施用时，根据污染修复场地污染状况因地制宜，将两种形态的微生物菌剂按不同比例混合为重度污染区菌剂、中度污染区菌剂和轻度污染区菌剂。本实施例，选用重度污染区菌剂用量：每亩施用2-3.5kg土壤微生物改良剂和1.5-3.2L高效微生物菌剂，用100L水混合均匀后喷洒。

取样分析：污染土壤中的重金属Cd、Zn、Cu被还原成低价固定化的重金属沉淀物或矿物质，失去其生物有效性，实现了重金属污染土壤的原位修复，修复后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)一级标准值的要求。

经上述修复处理的土壤，其上栽植的乔灌木长势良好，复垦草种覆盖地表速度快。

本实施例的复合型重金属污染土壤的治理：通过添加土壤化学改良剂后，再播散经过一定工艺筛选出符合污染土壤特性的微生物菌剂，它不仅有效改善了污染土壤的活性，进一步为改良剂抑制或去除重金属创造了有利的条件，同时为污染场地未来利用当地植物修复或者复垦提供了有利条件。还能克服单独的生物和化学修复的不足，同时兼顾了经济和环境效益，可以大规模应用于污染土壤的修复。

实施例2

按如下重量份的组分配制污染土壤化学改良剂：草木灰:11重量份；钙镁磷肥:1重量份；生石灰:21重量份；沸石:6重量份、羟基磷灰石0.6重量份和有机肥:12重量份。

选择在某化工厂附近2公里内的含Ag、Cd重金属污染的土壤(该区域为中度污染区域)中施用本实施例的污染土壤化学改良剂，添加量为40kg/亩，平衡土壤改良时间10天。

然后，在污染场地土壤湿度在40％～80％时，均匀喷洒微生物菌剂配制而成的微生物功能菌液。微生物菌剂是运用生物工程综合技术制备而成，包含高效重金属抑制微生物功能菌剂(液态)和土壤改良微生物功能菌剂(固态)。其中，土壤改良微生物功能菌剂主要为复合微生物肥料菌剂，主要含固氮菌类、解磷菌类、解钾菌类等复合型微生物，主要作用是改善污染土壤微生物群落结构，提高土壤肥力状况。高效重金属抑制微生物功能菌剂主要为污染土壤重金属铬、铅、锰、铜、铁、锌等的污染耐受复合细菌，主要重要是改善土壤结构，削弱重金属污染。

该中度污染区域施用中度污染区菌剂用量：每亩施用1.5-2.75kg土壤微生物改良剂和0.8-2.2L高效微生物菌剂，用100L水混合均匀后喷洒。

取样分析：污染土壤中的重金属Ag、Cd被还原成低价固定化重金属沉淀物或矿物质，失去其生物有效性，实现了重金属污染土壤的原位修复，修复后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)一级标准值的要求。

经上述修复处理的土壤，其上栽植的乔灌木长势良好，复垦草种覆盖地表速度快。

本实施例的复合型重金属污染土壤的治理：通过添加土壤化学改良剂后，再播散经过一定工艺筛选出符合污染土壤特性的微生物菌剂，它不仅有效改善了污染土壤的活性，进一步为改良剂抑制或去除重金属创造了有利的条件，同时为污染场地未来利用当地植物修复或者复垦提供了有利条件。还能克服单独的生物和化学修复的不足，同时兼顾了经济和环境效益，可以大规模应用于污染土壤的修复。

实施例3

本实施例中的污染土壤化学改良剂参考专利CN102303041A的实施例1制备：将膨润土、硫化亚铁、硫酸镁、亚硫酸镁、氧化镁、氢氧化钙和磷酸二氢钙按照0:15:0.5:8:1:10:1，混合均匀，成为重金属污染土壤修复药剂。

选择在某化工厂附近1公里内的含Cr、Pb、Hg重金属污染的土壤(该区域为轻度污染区域)中施用本实施例的复合型重金属污染土壤改良剂，施用方法为：用铲车将受含Cr、Pb、Hg重金属污染的送入破碎机的料斗，破碎后经皮带传送到混合器，与修复药剂混合，按照土壤:药剂＝15:1的重量比混匀，再经传送带送到堆放地点，得到加入药剂后的土壤。

然后，在污染场地土壤湿度在40％～80％时，均匀喷洒微生物菌剂配制而成的微生物功能菌液。微生物菌剂是运用生物工程综合技术制备而成，包含高效重金属抑制微生物功能菌剂(液态)和土壤改良微生物功能菌剂(固态)。其中，土壤改良微生物功能菌剂主要为复合微生物肥料菌剂，主要含固氮菌类、解磷菌类、解钾菌类等复合型微生物，主要作用是改善污染土壤微生物群落结构，提高土壤肥力状况。高效重金属抑制微生物功能菌剂主要为污染土壤重金属铬、铅、锰、铜、铁、锌等的污染耐受复合细菌，主要重要是改善土壤结构，削弱重金属污染。

该轻度污染区域施用的轻度污染区菌剂用量：每亩施用1.5-2.6kg土壤微生物改良剂和0.2-1.4L高效微生物菌剂，均用100L水混合均匀后喷洒。

取样分析：污染土壤中的重金属Cr、Pb、Hg被还原成低价固定化重金属沉淀物或矿物质，失去其生物有效性，实现了重金属污染土壤的原位修复，修复后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)一级标准值的要求。

经上述修复处理的土壤，其上栽植的乔灌木长势相对较好，复垦草种覆盖地表速度相对较快。

本实施例的复合型重金属污染土壤的治理：通过添加土壤化学改良剂后，再播散经过一定工艺筛选出符合污染土壤特性的微生物菌剂，它不仅有效改善了污染土壤的活性，进一步为改良剂抑制或去除重金属创造了有利的条件，同时为污染场地未来利用当地植物修复或者复垦提供了有利条件。还能克服单独的生物和化学修复的不足，同时兼顾了经济和环境效益，可以大规模应用于污染土壤的修复。

比较例1

该比较例的实施过程参考专利CN102303041A实施例2，具体为：

(1)、重金属污染土壤修复药剂的制备：将高岭土、硫化亚铁、硫酸镁、亚硫酸镁、氧化镁、氢氧化钙和磷酸氢钙按照90:0.5:5:1.8:5:2:5，混合均匀，成为重金属污染土壤修复药剂。

(2)、施加重金属污染土壤修复药剂：用铲车将受污染土壤送入破碎机上的料斗，破碎后经皮带传送到混合器，与修复药剂混合，按照土壤:药剂＝10:1的重量比混匀，再经传送带送到堆放地点，得到加入药剂后土壤。

(3)、修复：经1个月，污染土壤中的重金属镉、铬、汞、铅被还原成低价固定化的重金属、重金属沉淀物或矿物质，失去其生物有效性，实现了重金属污染土壤的原位修复，修复后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值的要求。

经上述修复处理的土壤，其上栽植的乔灌木长势一般，复垦草种覆盖地表速度一般。

比较例2

选择在某电镀厂附近1公里内的含Cd、Zn、Cu重金属污染的土壤(该区域为重度污染区域)中，直接均匀喷洒微生物菌剂配制而成的微生物功能菌液。微生物菌剂是运用生物工程综合技术制备而成，包含高效重金属抑制微生物功能菌剂(液态)和土壤改良微生物功能菌剂(固态)。其中，土壤改良微生物功能菌剂主要为复合微生物肥料菌剂，主要含固氮菌类、解磷菌类、解钾菌类等复合型微生物，主要作用是改善污染土壤微生物群落结构，提高土壤肥力状况。高效重金属抑制微生物功能菌剂主要为污染土壤重金属铬、铅、锰、铜、铁、锌等的污染耐受复合细菌，主要重要是改善土壤结构，削弱重金属污染。

实际施用时，选用重度污染区菌剂用量：每亩施用2-3.5kg土壤微生物改良剂和1.5-3.2L高效微生物菌剂，用100L水混合均匀后喷洒。

取样分析：污染土壤中的重金属Cd、Zn、Cu未被原位固定，修复后的土壤环境质量未达《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)三级标准值的要求。

经上述修复处理的土壤，其上栽植的乔灌木成活很低(≤10％)，植株矮小、生长速度慢、生长周期长，复垦草种难以覆盖地表，植被的生物量较低、生长速度慢、生长周期长。

比较例3

按如下重量份的组分配制污染土壤化学改良剂：草木灰:3重量份；钙镁磷肥:12重量份；生石灰:4重量份；沸石:1重量份、羟基磷灰石:0.08重量份和有机肥:4重量份。其中，有机肥的有机质质量分数(以烘干基计)≥40％；总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(以烘干基计)≥4.0％；水分(鲜样)的质量分数≤30％；酸碱度pH值为5.5-8.5。

选择在某电镀厂附近1公里内的含Cd、Zn、Cu重金属污染的土壤(该区域为重度污染区域)中，直接施用本实施例的污染土壤化学改良剂，添加量为100kg/亩，平衡土壤改良时间7天。

取样分析：污染土壤中的重金属Cd、Zn、Cu被还原成低价固定化的重金属沉淀物或矿物质，失去其生物有效性，实现了重金属污染土壤的原位修复，修复后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)一级标准值的要求。

经上述修复处理的土壤，其上栽植的乔灌木成活较高(80-90％)，长势一般、植株正常、生长速度一般、生长周期相对正常，复垦草种覆盖地表的速度一般，植被的生长速度慢一般、生长周期相对正常。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种复合型重金属污染土壤的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：包括

步骤1，化学方法固定污染土壤的重金属：

向复合型重金属污染土壤中加入污染土壤化学改良剂，以原位固定污染土壤中的重金属离子；

其中，所述污染土壤化学改良剂包括如下组分：草木灰、钙镁磷肥、生石灰、沸石、羟基磷灰石和有机肥，其重量的配比为：草木灰:钙镁磷肥:生石灰:沸石:羟基磷灰石:有机肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):(0.4-1.2)；步骤2，微生物方法持续修复污染土壤：

再向复合型重金属污染土壤均匀喷洒微生物菌剂配制而成的微生物功能菌液。

2.根据权利要求1所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述微生物菌剂包含高效重金属抑制微生物功能菌剂和土壤改良微生物功能菌剂。

3.根据权利要求2所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述的高效重金属抑制微生物功能菌剂为污染土壤重金属污染耐受复合细菌。

4.根据权利要求2所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述的土壤改良微生物功能菌剂为复合微生物肥料菌剂。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述的污染土壤化学改良剂的添加量为40-200kg/亩，平衡土壤改良时间为7-14天。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述污染土壤化学改良剂包括如下重量百分数的组分：草木灰14.925-25wt％、钙镁磷肥10-20wt％、生石灰15-24.6wt％、沸石1-4wt％、羟基磷灰石0.075-0.4wt％和有机肥26-59wt％。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述的钙镁磷肥中有效的五氧化二磷质量分数≥12％，水分的质量分数≤0.5％；细度通过0.25mm试验筛≥80％。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述的生石灰中氧化钙的质量分数≥80％。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的化学和微生物联合修复方法，其特征在于：所述的有机肥中，以烘干基计的有机质质量分数≥40％；以烘干基计的氮、五氧化二磷和氧化钾总养分的质量分数≥4.0％；鲜样的水分的质量分数≤30％；酸碱度pH值为5.5-8.5。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的化学和微生物联合修复方法在复合型重金属污染土壤治理中的应用。