CN109570214A - 一种土壤修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤修复方法，包括以下步骤：修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，并根据检测数据制备固定剂；翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕。本发明所述的一种土壤修复方法，首先，能够提高土壤中生物的丰富性，加快土壤的修复，同时能够进一步将土壤中的重金属含量减低，使得土壤环境达到适宜超富集植物的最适生存环境，通过在超富集植物的内部植入内生菌，内生菌可通过分泌多种有机配位体与植物体内重金属离子结合，增加重金属可利用率，提高宿主植物对重金属的吸收与向地上茎叶部分的转移，从而达到降低土壤重金属含量的目的，带来更好的使用前景。

Description

一种土壤修复方法
技术领域
本发明涉及土壤修复领域，特别涉及一种土壤修复方法。
背景技术
土壤是人类赖以生存的重要基础，但土壤重金属污染已严重威胁着人类健康和经济可持续发展，是目前世界各国面临最为棘手的问题之一，重金属能通过生物体的吸附、代谢、死亡等过程进行迁移和累积并产生“生物放大”效应，对人类健康造成极大的威胁；
传统的土壤修复方法在使用时存在一定的弊端，物理方法土壤更换，改变了耕层土壤结构和土壤水渗透能力，往往会造成土壤肥力下降，需通过大量补充土壤养分来恢复地力；同时，深耕只是将表层土壤中的重金属浓度进行了稀释，没有从根本上解决重金属污染的问题，而关于土壤理化性状改变对土壤养分及重金属的有效性的影响研究不足；化学方法为提取土壤中的重金属，在提取重金属物质的同时，也吸附了土壤中大量的营养元素，破坏了土壤中养分的平衡，这说明提取剂虽然对重金属污染物有较好的淋洗效果，但螯合剂吸附重金属污染物的同时会对土壤的性质和养分产生不良影响，有产生二次污染的风险，为此，我们提出一种土壤修复方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种土壤修复方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种土壤修复方法，包括以下步骤：
(1)、修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，并根据检测数据制备固定剂；
(2)、翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕；
(3)、填土：喷淋后，将没有污染的土壤均匀铺设在喷淋后的土壤表面，之后依次铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土；
(4)、微生物添加：向填土后的土壤表面喷晒微生物含量为3％-5％溶液，定期加湿培养；
(5)、植物钝化：选择超富集植物并交叉种植，定期更换，同时将内生菌定殖在超富集植物的表皮细胞层间隙或组织器官内部；
(6)、后期管理：超富集植物种植后，每隔2-3月检测一次土壤中重金属含量，并根据成分选择更换超富集植物。
优选的，所述步骤(1)中，土壤中镉的测定采用原子吸收光谱法，铅的测定采用双硫腙分光光度法，铜的测定采用原子吸收光谱法，锌的测定采用原子吸光光谱法。
优选的，所述步骤(1)中，固定剂包括氧化锰与氧化铁，氧化锰与氧化铁的比例为1：2.5，且固定剂与土壤中重金属总和的比例为1：5。
优选的，所述步骤(2)中，间断喷淋：每平方米喷淋1-2L，停止喷淋，停止时间为10-15min，再次喷淋，以此类推喷淋3-4次。
优选的，所述步骤(3)中，腐殖质层厚度为10-15cm，碎干草厚度为10-20cm，碎石灰石层厚度为8-15cm，膨润土厚度为10-15cm。
优选的，所述步骤(4)中，微生物包括但不限于芽孢杆菌、大肠杆菌和假单胞杆菌属。
优选的，所述步骤(4)中，每平方米喷洒1-1.2L微生物的溶液，定期加湿：每隔10-15d喷晒一次纯净水，持续5-8次。
优选的，所述步骤(5)中，内生菌包括但不限制于环腐棒杆菌、织片草螺菌、红苍白假单胞杆菌、假单孢菌属、沙雷氏菌属、产碱菌属、志贺氏菌属及***一种或多种。
优选的，所述步骤(5)中，每隔1-2年更换种植的超富集植物，同时重新翻耕，铅含量高选用羽叶鬼针草与酸模，锌含量高选用印度芥菜、芸苔与芜箐，镉含量高选用鱼腥草，铜含量高选用海州香薷与鸭跖草。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、在种植前，相对土壤进行检测，并根据检测结果进行针对性的制备调整试剂的浓度与用量，通过固定剂将土壤中重金属进行汇聚，降低土壤表面重金属的含量，为超富集植物提供合适的生存环境，在喷淋的过程中进行深耕，能够更好的将土壤与固定机混合；
2、翻土后，在土壤表面铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土，提高土壤中的养分，为超富集植物提供更加适宜的生存环境，进一步提高超富集植物的种植的存活率；
3、填土后，向土壤中添加微生物，既提高土壤中生物的丰富性，加快土壤的修复，同时能够进一步将土壤中的重金属含量减低，使得土壤环境达到适宜超富集植物的最适生存环境；
4、通过在超富集植物的内部植入内生菌，内生菌可通过分泌多种有机配位体与植物体内重金属离子结合，增加重金属可利用率，提高宿主植物对重金属的吸收与向地上茎叶部分的转移，从而达到降低土壤重金属含量的目的。
附图说明
图1为本发明一种土壤修复方法整体结构流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，包括以下步骤：
(1)、修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，土壤中镉的测定采用原子吸收光谱法，铅的测定采用双硫腙分光光度法，铜的测定采用原子吸收光谱法，锌的测定采用原子吸光光谱法，并根据检测数据制备固定剂，固定剂包括氧化锰与氧化铁，氧化锰与氧化铁的比例为1：2.5，且固定剂与土壤中重金属总和的比例为1：5；
(2)、翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕，间断喷淋：每平方米喷淋1L，停止喷淋，停止时间为10min，以此类推喷淋3次；
(3)、填土：喷淋后，将没有污染的土壤均匀铺设在喷淋后的土壤表面，之后依次铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土，腐殖质层厚度为10cm，碎干草厚度为10cm，碎石灰石层厚度为8cm，膨润土厚度为10cm；
(4)、植物钝化：选择超富集植物并交叉种植，每隔1年更换种植的超富集植物，同时重新翻耕，铅含量高选用羽叶鬼针草与酸模，锌含量高选用印度芥菜、芸苔与芜箐，镉含量高选用鱼腥草，铜含量高选用海州香薷与鸭跖草，定期更换，同时将内生菌定殖在超富集植物的表皮细胞层间隙或组织器官内部，内生菌包括但不限制于环腐棒杆菌、织片草螺菌、红苍白假单胞杆菌、假单孢菌属、沙雷氏菌属、产碱菌属、志贺氏菌属及***一种或多种；
(5)、后期管理：超富集植物种植后，每隔2月检测一次土壤中重金属含量，并根据成分选择更换超富集植物。
实施例2
如图1所示，包括以下步骤：
(1)、修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，土壤中镉的测定采用原子吸收光谱法，铅的测定采用双硫腙分光光度法，铜的测定采用原子吸收光谱法，锌的测定采用原子吸光光谱法，并根据检测数据制备固定剂，固定剂包括氧化锰与氧化铁，氧化锰与氧化铁的比例为1：2.5，且固定剂与土壤中重金属总和的比例为1：5；
(2)、翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕，间断喷淋：每平方米喷淋1L，停止喷淋，停止时间为10min，以此类推喷淋3次；
(3)、填土：喷淋后，将没有污染的土壤均匀铺设在喷淋后的土壤表面，之后依次铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土，腐殖质层厚度为10cm，碎干草厚度为10cm，碎石灰石层厚度为8cm，膨润土厚度为10cm；
(4)、微生物添加：向填土后的土壤表面喷晒微生物含量为3％溶液，定期加湿培养，定期加湿：每隔10d喷晒一次纯净水，持续5次，每平方米喷洒1L微生物的溶液，微生物包括但不限于芽孢杆菌、大肠杆菌和假单胞杆菌属；
(5)、植物钝化：选择超富集植物并交叉种植，每隔1年更换种植的超富集植物，同时重新翻耕，铅含量高选用羽叶鬼针草与酸模，锌含量高选用印度芥菜、芸苔与芜箐，镉含量高选用鱼腥草，铜含量高选用海州香薷与鸭跖草，定期更换，同时将内生菌定殖在超富集植物的表皮细胞层间隙或组织器官内部，内生菌包括但不限制于环腐棒杆菌、织片草螺菌、红苍白假单胞杆菌、假单孢菌属、沙雷氏菌属、产碱菌属、志贺氏菌属及***一种或多种；
(6)、后期管理：超富集植物种植后，每隔2月检测一次土壤中重金属含量，并根据成分选择更换超富集植物。
实施例3
如图1所示，包括以下步骤：
(1)、修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，土壤中镉的测定采用原子吸收光谱法，铅的测定采用双硫腙分光光度法，铜的测定采用原子吸收光谱法，锌的测定采用原子吸光光谱法，并根据检测数据制备固定剂，固定剂包括氧化锰与氧化铁，氧化锰与氧化铁的比例为1：2.5，且固定剂与土壤中重金属总和的比例为1：5；
(2)、翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕，间断喷淋：每平方米喷淋1L，停止喷淋，停止时间为10min，以此类推喷淋3次；
(3)、填土：喷淋后，将没有污染的土壤均匀铺设在喷淋后的土壤表面，之后依次铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土，腐殖质层厚度为10cm，碎干草厚度为10cm，碎石灰石层厚度为8cm，膨润土厚度为10cm；
(4)、微生物添加：向填土后的土壤表面喷晒微生物含量为4％溶液，定期加湿培养，定期加湿：每隔10d喷晒一次纯净水，持续5次，每平方米喷洒1L微生物的溶液，微生物包括但不限于芽孢杆菌、大肠杆菌和假单胞杆菌属；
(5)、植物钝化：选择超富集植物并交叉种植，每隔1年更换种植的超富集植物，同时重新翻耕，铅含量高选用羽叶鬼针草与酸模，锌含量高选用印度芥菜、芸苔与芜箐，镉含量高选用鱼腥草，铜含量高选用海州香薷与鸭跖草，定期更换，同时将内生菌定殖在超富集植物的表皮细胞层间隙或组织器官内部，内生菌包括但不限制于环腐棒杆菌、织片草螺菌、红苍白假单胞杆菌、假单孢菌属、沙雷氏菌属、产碱菌属、志贺氏菌属及***一种或多种；
(6)、后期管理：超富集植物种植后，每隔2月检测一次土壤中重金属含量，并根据成分选择更换超富集植物。
实施例4
如图1所示，包括以下步骤：
(1)、修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，土壤中镉的测定采用原子吸收光谱法，铅的测定采用双硫腙分光光度法，铜的测定采用原子吸收光谱法，锌的测定采用原子吸光光谱法，并根据检测数据制备固定剂，固定剂包括氧化锰与氧化铁，氧化锰与氧化铁的比例为1：2.5，且固定剂与土壤中重金属总和的比例为1：5；
(2)、翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕，间断喷淋：每平方米喷淋1L，停止喷淋，停止时间为10min，以此类推喷淋3次；
(3)、填土：喷淋后，将没有污染的土壤均匀铺设在喷淋后的土壤表面，之后依次铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土，腐殖质层厚度为10cm，碎干草厚度为10cm，碎石灰石层厚度为8cm，膨润土厚度为10cm；
(4)、微生物添加：向填土后的土壤表面喷晒微生物含量为5％溶液，定期加湿培养，定期加湿：每隔10d喷晒一次纯净水，持续5次，每平方米喷洒1L微生物的溶液，微生物包括但不限于芽孢杆菌、大肠杆菌和假单胞杆菌属；
(5)、植物钝化：选择超富集植物并交叉种植，每隔1年更换种植的超富集植物，同时重新翻耕，铅含量高选用羽叶鬼针草与酸模，锌含量高选用印度芥菜、芸苔与芜箐，镉含量高选用鱼腥草，铜含量高选用海州香薷与鸭跖草，定期更换，同时将内生菌定殖在超富集植物的表皮细胞层间隙或组织器官内部，内生菌包括但不限制于环腐棒杆菌、织片草螺菌、红苍白假单胞杆菌、假单孢菌属、沙雷氏菌属、产碱菌属、志贺氏菌属及***一种或多种；
(6)、后期管理：超富集植物种植后，每隔2月检测一次土壤中重金属含量，并根据成分选择更换超富集植物。
表1中实施例1为对照组，不经过微生物添加，直接种植超富集植物，实施例2-4添加不同浓度的微生物溶液，分别等量选取各种超富集植物共1000株，检测3d、5d与10d后超富集植物的存活率，测试结果如下：
由表1实验数据可知，本发明土壤修复方法，没有通过微生物处理后的土壤中，重金属含量较高，重金属可诱导植物体内活性氧和自由基的产生，破坏氧代谢平衡，从而损伤细胞膜结构，使得超富集植物死亡，大大降低超富集植物的存活率，通过添加微生物，能够吸收土壤中的重金属，储存在体内，从而降低土壤中重金属含量，对超富集植物的生长提供合适的生长环境，从而提高超富集植物的存活率，通过表1可以看出，微生物的浓度不断升高，超富集植物的存活率越高，浓度由4％升高到5％时，对超富集植物的影响越来越小，另由表1可知实施例3为最优的选择。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、修复前处理：检测土壤中各种重金属成分含量，并根据检测数据制备固定剂；
(2)、翻土喷淋：将制备的固定剂间断喷淋到土壤的表面，并对土壤深耕；
(3)、填土：喷淋后，将没有污染的土壤均匀铺设在喷淋后的土壤表面，之后依次铺设腐殖质层、碎干草、碎石灰石层与膨润土；
(4)、微生物添加：向填土后的土壤表面喷晒微生物含量为3％-5％溶液，定期加湿培养；
(5)、植物钝化：选择超富集植物并交叉种植，定期更换，同时将内生菌定殖在超富集植物的表皮细胞层间隙或组织器官内部；
(6)、后期管理：超富集植物种植后，每隔2-3月检测一次土壤中重金属含量，并根据成分选择更换超富集植物。
2.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(1)中，土壤中镉的测定采用原子吸收光谱法，铅的测定采用双硫腙分光光度法，铜的测定采用原子吸收光谱法，锌的测定采用原子吸光光谱法。
3.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(1)中，固定剂包括氧化锰与氧化铁，氧化锰与氧化铁的比例为1：2.5，且固定剂与土壤中重金属总和的比例为1：5。
4.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中，间断喷淋：每平方米喷淋1-2L，停止喷淋，停止时间为10-15min，再次喷淋，以此类推喷淋3-4次。
5.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(3)中，腐殖质层厚度为10-15cm，碎干草厚度为10-20cm，碎石灰石层厚度为8-15cm，膨润土厚度为10-15cm。
6.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中，微生物包括但不限于芽孢杆菌、大肠杆菌和假单胞杆菌属。
7.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中，每平方米喷洒1-1.2L微生物的溶液，定期加湿：每隔10-15d喷晒一次纯净水，持续5-8次。
8.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(5)中，内生菌包括但不限制于环腐棒杆菌、织片草螺菌、红苍白假单胞杆菌、假单孢菌属、沙雷氏菌属、产碱菌属、志贺氏菌属及***一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种土壤修复方法，其特征在于：所述步骤(5)中，每隔1-2年更换种植的超富集植物，同时重新翻耕，铅含量高选用羽叶鬼针草与酸模，锌含量高选用印度芥菜、芸苔与芜箐，镉含量高选用鱼腥草，铜含量高选用海州香薷与鸭跖草。
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