CN105268734A - 一种快速治理土壤重金属污染的方法 - Google Patents
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Abstract
一种快速治理土壤重金属污染的方法。本发明属于土壤污染治理技术领域，具体涉及一种利用植物措施和生物措施治理土壤重金属污染的技术。本方法是在受Cd、As、Pb、Zn重金属污染的土地上先施腐殖酸肥料，然后种植香根草，种植丛距为18～22cm，行距47～53cm，每丛6～10株，种植成活后3月后使用NPK复合肥，每亩用量20～30kg，每年夏季或冬季收割香根草茎叶，经检测富集重金属总量超标时茎叶用于沼气发酵或手工业，达标后的茎叶用作牧草或肥料。本发明所用香根草具有良好的重金属超积累性能，同时又耐贫瘠、耐干旱、耐酸碱、生物量大，易成活，方便管理。
Description
技术领域
本发明属于土壤污染治理技术领域，具体涉及一种利用植物措施和生物措施治理土壤重金属污染的技术。
背景技术
土壤重金属污染物主要是汞、铅、铜、锌、铬、镍、锡以及金属砷等。目前,重金属污染土壤治理技术有很多,可以说是各有利弊,从国内外各种有关重金属污染治理方面的文献报道可以发现,其治理途径大都采用物理法、化学法和生物法。
由于土壤中的重金属具有生物不可降解性和相对稳定性，使得重金属易在土壤中积累，并且修复十分困难，其治理和恢复的难度非常大。为了控制和治理已被污染的土壤，传统污染土壤的修复方法有物理方法(淋滤法、客土法、吸附固定法等)和化学方法(生物还原法、络合物浸提法等)。物理方法效果好，不受土壤条件的限制，但需要大量的人力、物力和财力，且投资大、见效缓慢，还会破坏土壤结构以及土壤微生物；化学方法见效快，但往往投资昂贵、需用复杂的设备条件、打乱土层结构和易带来二次污染等，对大面积的污染更是无可奈何，因此，这些方法都不能从根本上解决问题。随着人们对环境保护的日益重视，迫切需要找到一条在不破坏土壤物理化学性质的情况下来治理重金属污染土壤的新途径，因而植物修复是首选方法。
植物修复技术是指利用植物吸收、分解、挥发或固定土壤中的重金属，降低重金属在土壤中的含量和有效态含量，从而降低其对生物的危害。其实质是将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的忍耐和超量积累能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后可将重金属移出土体，以达到治理污染与恢复生态的目的。
在公开的重金属超积累植物治理技术中，蜈蚣草治理技术是较成熟的一种，蜈蚣草能富集1～3种重金属（镉、铅、砷），同时需要土壤环境（pH、水分）有一定的要求，蜈蚣草单位土地产出的生物量小，从而富集重金属的总量就少。因此又必要筛选更好的植物，使其能富集重金属，而且耐贫瘠、耐干旱、耐酸碱、生物量大，易成活，方便管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种科学实用、性价比高的原位重金属污染植物修复方法，采用的植物应具有良好的重金属超积累性能，同时又必须耐贫瘠、耐干旱、耐酸碱、生物量大，易成活，方便管理。
实现本发明目的所采取的技术方法如下：在受Cd、As、Pb、Zn重金属污染的土地上先施腐殖酸肥料，然后种植香根草（VetiveriazizanioidesLinn.），种植丛距为18～22cm，行距47～53cm,每丛6～10株，种植成活后3月后使用NPK复合肥，每亩用量20～30kg，每年夏季或冬季收割香根草茎叶，经检测富集重金属总量超标时茎叶用于沼气发酵或手工业，达标后的茎叶用作牧草或肥料。
所述的受重金属污染土地的土壤为，含Cd的含量在20～60mg/kg、As的含量在100～250mg/kg、Pb的含量在500～1500mg/kg、Zn的含量在300～750mg/kg。
本发明的具体实施步骤如下：①在所述重金属污染土地种植植物前2～4天，施加腐殖酸肥料，每亩用量90～110ml，用水稀释500倍喷洒在受污染的土地上；②选择1年生香根草，每丛6～10株，种植前把茎叶修剪到14～16cm，根修剪到5.5～6.5cm，然后用稀释100倍的生根剂浸泡香根草根部50～70分钟；③按所述丛距和行距50种植香根草形成香根草绿篱；④在香根草成活返青的3个月后施用NPK复合肥；⑤香根草种植成活后在每年夏季或冬季，收割香根草茎叶，保留地上茎叶高度为10～15cm；⑥重复④到⑤的步骤。
所述的NPK复合肥中的氮、磷、钾的含量都为≧20%；香根草种植后的维护期为1个月，后期自由生长；种植1年以后对香根草进行分蘖增殖。
本发明的有益技术效果是：香根草耐贫瘠和酸碱（pH3～11），能治理由多种重金属、不同浓度、盐碱度的土壤污染，并可应用于沙地和少量土壤的荒山地的污染治理。由于香根草生物量大，1年富集到茎叶中的重金属就多，和其他重金属富集植物相比，就有修复时间短，见效快的特点。
具体实施方式
实施例：试验在桂林市阳朔县某铅锌矿尾矿区上进行，试验区域2.1亩。矿区土壤成分检测数据见表-1。在香根草种植前的2、3、4天，用腐殖酸肥按每亩用量90～110ml稀释500倍，喷洒在治理区域土地上，选择1年生香根草，每丛6～10株，种植前把茎叶修剪到15公分左右，根修剪到6公分左右，然后用生根剂稀释100倍侵泡1小时左右，按照丛距20cm左右，行距50cm左右，种植香根草形成香根草绿篱；在香根草成活返青的3个月后施用NPK复合肥，其中的氮、磷、钾的含量都为≧20%；香根草种植成活后在每年夏季或冬季，收割香根草茎叶，保留地上茎叶高度为10～15cm；对返青的香根草再次重复上述施用NPK复合肥和收割的步骤。对于收割香根草茎叶，经检测富集重金属总量超标时茎叶用于沼气发酵或手工业；若检测达标后，茎叶用作牧草或肥料。
表1铅锌矿尾矿区土壤检测表
| 项目 | 尾矿渣（污染） | 红壤（未污染）对照区 |
| pH | 7.13 | 5.18 |
| 电导率(ds/m) | 3.6 | 1.2 |
| 有机碳(%) | 1.52 | 2.36 |
| 全N（mg/kg） | 51.29 | 97.62 |
| 全P（mg/kg） | 0.5736 | 39.2 |
| 全K（mg/kg） | 1614.73 | 4217.5 |
| 全Pb（mg/kg） | 4.626 | 0.431 |
| 全Zn（mg/kg） | 8.765 | 0.966 |
| 全Cd（ug/kg） | 46.62 | 3.28 |
香根草种植区域分为A，B，C，D四组，A，B，C三组种植在受污染的土壤中，D组种植在附件未污染的土壤上，作为空白实验对照。
A组为未使用腐殖酸肥和NPK复合肥，B组为使用腐殖酸肥，未使用NPK复合肥，C组为同时使用腐殖酸肥和NPK复合肥，D组为种植在铅锌矿尾矿区未受到污染的土地上，同时未使用腐殖酸肥和NPK复合肥。4组实验，在使用腐殖酸肥和NPK复合肥的前提下，使用的时间和浓度、总量都一样。
香根草种植养护7个月以后，对香根草的茎叶和根系中的重金属含量进行监测,监测结果如表2、3、4。
表2香根草植物组织中Cd的含量（干重）
| 样品组 | 叶片（mg/kg） | 根系（mg/kg） | 叶片/根系 |
| A组 | 20.6000 | 30.725 | 0.6705 |
| B组 | 43.7633 | 64.0000 | 0.6838 |
| C组 | 62.1000 | 98.4167 | 0.6310 |
| D组 | 0.0883 | 2.0492 | 0.0431 |
表3香根草植物组织中Pb的含量（干重）
| 样品组 | 叶片（mg/kg） | 根系（mg/kg） | 叶片/根系 |
| A组 | 22.50 | 1548.3330 | 0.0145 |
| B组 | 64.35 | 1397.1700 | 0.0461 |
| C组 | 85.25 | 2235.8330 | 0.0381 |
| D组 | 4.800 | 133.900 | 0.0358 |
表4香根草植物组织中Zn的含量（干重）
| 样品组 | 叶片（mg/kg） | 根系（mg/kg） | 叶片/根系 |
| A组 | 321.12 | 1839.167 | 0.1746 |
| B组 | 312.00 | 2170.833 | 0.1437 |
| C组 | 373.25 | 3186.667 | 0.1171 |
| D组 | 24.60 | 160.60 | 0.1531 |
实验表明，香根草的根系富集重金属的能力大于香根草茎叶，同时使用腐殖酸肥和NPK复合肥效果更好，但在实际工程运用中，用于单位面积产出的香根草茎叶重量远远大于根系，同时香根草茎叶的收割的成本低于根系收集的成本；所以在工程运用过程种，只收集香根草茎叶，来达到去除重金属的目的。
Claims (4)
1.一种快速治理土壤重金属污染的方法，其特征是：在受Cd、As、Pb、Zn重金属污染的土地上先施腐殖酸肥料，然后种植香根草，种植丛距为18～22cm，行距47～53cm,每丛6～10株，种植成活后3月后使用NPK复合肥，每亩用量20～30kg，每年夏季或冬季收割香根草茎叶，经检测富集重金属总量超标时茎叶用于沼气发酵或手工业，达标后的茎叶用作牧草或肥料。
2.按权利要求1所述的快速治理土壤重金属污染的方法，其特征是：受重金属污染土地的土壤为，含Cd的含量在20～60mg/kg、As的含量在100～250mg/kg、Pb的含量在500～1500mg/kg、Zn的含量在300～750mg/kg。
3.按权利要求1所述的快速治理土壤重金属污染的方法，其特征是具体实施步骤如下：①在所述重金属污染土地种植植物前2～4天，施加腐殖酸肥料，每亩用量90～110ml，用水稀释500倍喷洒在受污染的土地上；②选择1年生香根草，每丛6～10株，种植前把茎叶修剪到14～16cm，根修剪到5.5～6.5cm，然后用稀释100倍的生根剂浸泡香根草根部50～70分钟；③按所述丛距和行距50种植香根草形成香根草绿篱；④在香根草成活返青的3个月后施用NPK复合肥；⑤香根草种植成活后在每年夏季或冬季，收割香根草茎叶，保留地上茎叶高度为10～15cm；⑥重复④到⑤的步骤。
4.按权利要求3所述的快速治理土壤重金属污染的方法，其特征是：NPK复合肥中的氮、磷、钾的含量都为≧20%；香根草种植后的维护期为1个月，后期自由生长；种植1年以后对香根草进行分蘖增殖。
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