本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種重金屬污染土壤的多級修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用地面積約9572萬公頃，占世界耕地總面積的7.7％，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，中國早已擺脫了靠天吃飯的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，科技的進步帶來的新興農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式為我國的經(jīng)濟發(fā)展帶來了大的突破，但隨之引起的土壤環(huán)境問題也日益嚴重，包括化肥的盲目使用，工業(yè)發(fā)展污染物的間接作用，都使土壤環(huán)境遭遇著嚴峻的考驗。土壤重金屬污染問題已成為全球性環(huán)境問題，且其隱蔽性好和周期性長，對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成巨大的威脅，不僅可導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，還會通過食物的傳導(dǎo)影響人類的健康。據(jù)統(tǒng)計，我國受重金屬Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb等的污染土壤面積已達兩千多萬公頃，其每年造成的糧食污染嚴重影響著人民的生命安全和我國的經(jīng)濟發(fā)展。

近年來，我國對污染土壤的治理越來越重視，目前的治理方法主要有將重金屬從土壤中去除及改變重金屬在土壤中的價態(tài)和形態(tài)，以降低其遷移性和生物有效性，包括化學(xué)修復(fù)法、生物修復(fù)法和植物修復(fù)法等，雖然都具有一定的修復(fù)效果，但是同時也帶來一些附加的問題，化學(xué)修復(fù)法容易帶來二次污染，單純的生物修復(fù)法和植物修復(fù)法修復(fù)效率過低，尤其是對中重度污染的土壤，故需一種能有效，二次污染小，去除率高的修復(fù)技術(shù)方法來實現(xiàn)土壤重金屬污染的修復(fù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種重金屬污染土壤的多級修復(fù)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種重金屬污染土壤的多級修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進行重金屬吸收，具體操作如下：先對土壤進行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深10-15cm，選取對重金屬有較強富集能力的植物進行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長期注意病蟲害的防治，并定期除去雜草，在其生長進入幼苗穩(wěn)定期后開始向土壤中施加螯合劑，每間隔30-50天澆灌一次螯合劑，待植物生長成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級修復(fù)；

(2)再對土壤中殘留重金屬進行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進行二級修復(fù)，經(jīng)二級修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭30-50份、有機肥28-46份、動物骨粉25-43份、改性秸稈22-40份、生石灰12-27份。

進一步地，所述步驟(2)中鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機肥進行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動物糞便，加四倍量水稀釋后，以8-10倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機研磨成粉，過160-200目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以:2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7-7.5之間即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機肥、動物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進行漚肥30-40h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

進一步地，所述有機肥為來自動物養(yǎng)殖場的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動物新鮮糞便中含有對土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對其進行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示。

進一步地，所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)。

進一步地，所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時，先加入檸檬酸，其對土壤pH影響不大，3小時后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無二次污染的優(yōu)點，再4小時后加入EDTA，活化能力強，其使用量的控制可減少土壤的二次污染。

進一步地，所述螯合劑的濃度為15-20mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在4-6，此范圍可實現(xiàn)對重金屬的最優(yōu)吸收。

進一步地，所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)。

進一步地，所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對金屬的吸收能力。

進一步地，所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對土壤中多種重金屬進行吸收，土壤污染處理效果更佳。

進一步地，所述多級修復(fù)方法主要針對中重度重金屬污染的土壤。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用多級修復(fù)方法修復(fù)重金屬污染土壤，主要適用于中重度污染土壤，先用植物修復(fù)技術(shù)進行重金屬吸收，通過種植重金屬富集能力強的植物再配合螯合劑的使用，可有效吸收土壤中的重金屬，再用鈍化劑對污染土壤進行鈍化處理，所述鈍化劑穩(wěn)定性好，可有效降低重金屬的遷移和生物有效性，兩種方法配合使用，可將重金屬對土壤和作物的影響降低到最小程度。

具體實施方式

實施例1：

一種重金屬污染土壤的多級修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進行重金屬吸收，具體操作如下：先對土壤進行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深10cm，選取對重金屬有較強富集能力的植物進行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長期注意病蟲害的防治，并定期除去雜草，在其生長進入幼苗穩(wěn)定期后開始向土壤中施加螯合劑，每間隔30天澆灌一次螯合劑，待植物生長成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級修復(fù)；

(2)再對土壤中殘留重金屬進行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進行二級修復(fù)，經(jīng)二級修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭30份、有機肥28份、動物骨粉25份、改性秸稈22份、生石灰12份。

所述鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機肥進行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動物糞便，加四倍量水稀釋后，以8倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機研磨成粉，過160目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機肥、動物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進行漚肥30h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

其中，所述有機肥為來自動物養(yǎng)殖場的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動物新鮮糞便中含有對土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對其進行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示；所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)；所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時，先加入檸檬酸，其對土壤pH影響不大，3小時后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無二次污染的優(yōu)點，再4小時后加入EDTA，活化能力強，其使用量的控制可減少土壤的二次污染；所述螯合劑的濃度為15mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在4，此范圍可實現(xiàn)對重金屬的最優(yōu)吸收；所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)；所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對金屬的吸收能力；所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對土壤中多種重金屬進行吸收，土壤污染處理效果更佳；所述多級修復(fù)方法主要針對中重度重金屬污染的土壤。

實施例2：

一種重金屬污染土壤的多級修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進行重金屬吸收，具體操作如下：先對土壤進行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深12.5cm，選取對重金屬有較強富集能力的植物進行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長期注意病蟲害的防治，并定期除去雜草，在其生長進入幼苗穩(wěn)定期后開始向土壤中施加螯合劑，每間隔40天澆灌一次螯合劑，待植物生長成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級修復(fù)；

(2)再對土壤中殘留重金屬進行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進行二級修復(fù)，經(jīng)二級修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭40份、有機肥37份、動物骨粉34份、改性秸稈31份，生石灰19.5份。

所述鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機肥進行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動物糞便，加四倍量水稀釋后，以9倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機研磨成粉，過180目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7.3即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機肥、動物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進行漚肥35h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

其中，所述有機肥為來自動物養(yǎng)殖場的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動物新鮮糞便中含有對土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對其進行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示；所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)；所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時，先加入檸檬酸，其對土壤pH影響不大，3小時后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無二次污染的優(yōu)點，再4小時后加入EDTA，活化能力強，其使用量的控制可減少土壤的二次污染；所述螯合劑的濃度為17.5mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在5，此范圍可實現(xiàn)對重金屬的最優(yōu)吸收；所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)；所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對金屬的吸收能力；所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對土壤中多種重金屬進行吸收，土壤污染處理效果更佳；所述多級修復(fù)方法主要針對中重度重金屬污染的土壤。

實施例3：

一種重金屬污染土壤的多級修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)使用植物修復(fù)技術(shù)進行重金屬吸收，具體操作如下：先對土壤進行松土翻耕，每間隔1米處挖下深坑，坑深15cm，選取對重金屬有較強富集能力的植物進行幼苗培育后，栽入深坑中,澆水灌溉，幼苗生長期注意病蟲害的防治，并定期除去雜草，在其生長進入幼苗穩(wěn)定期后開始向土壤中施加螯合劑，每間隔50天澆灌一次螯合劑，待植物生長成熟后將其收割，連續(xù)種植2年，完成一級修復(fù)；

(2)再對土壤中殘留重金屬進行鈍化處理，所述處理方法為施用鈍化劑，進行二級修復(fù)，經(jīng)二級修復(fù)后的土壤可直接用于農(nóng)用；所述鈍化劑主要是由以下重量份的成分組成：生物炭50份、有機肥46份、動物骨粉43份、改性秸稈40份，生石灰27份。

所述鈍化劑的制備方法為：

a.將所述有機肥進行有害物質(zhì)除雜處理：收集新鮮動物糞便，加四倍量水稀釋后，以10倍量的濃度為70％的丙酮回流提取1h，濾膜過濾后棄去濾液，得到濾渣，備用；

b.取動物骨頭將其粉碎處理后煮沸5h，高溫烘干后用球磨機研磨成粉，過200目篩，備用；

c.所述改性秸稈是取玉米秸稈，花生秸稈，棉花秸稈，將其以2：1.5:2的比例混合干燥處理后粉碎成渣狀，將其用五倍量的質(zhì)量濃度為21％的氨水浸漬10h，并在最后6min采用功率為550W的微波照射，之后再用去離子水洗脫至pH在7.5即可，烘干處理后，即得改性秸稈，備用；

d.將上述生物炭、有機肥、動物骨粉、改性秸稈、生石灰按所述比例混合后加入15％的水在堆肥罐中進行漚肥40h，即為所述用于鈍化土壤中重金屬的鈍化劑。

其中，所述有機肥為來自動物養(yǎng)殖場的牛糞、雞糞、羊糞、豬糞，可以任意比例混合使用，動物新鮮糞便中含有對土壤造成二次污染的有害物質(zhì)，故在糞便使用前需對其進行除雜處理，處理方法為步驟(1)中a所示；所述植物修復(fù)技術(shù)中種植的植物為印度芥菜和擬南芥。對重金屬具有較高的富集能力，主要用于Cd、Cr、Ni、Zn、Cu、Au、Se、Pb重金屬土壤的修復(fù)；所述螯合劑為S,S-乙二胺二琥珀酸、檸檬酸和EDTA的混合使用，使用質(zhì)量比例為：7:3:1，添加螯合劑時，先加入檸檬酸，其對土壤pH影響不大，3小時后再按比例加入S,S-乙二胺二琥珀酸，具有降解快，無二次污染的優(yōu)點，再4小時后加入EDTA，活化能力強，其使用量的控制可減少土壤的二次污染；所述螯合劑的濃度為20mmol/kg，調(diào)節(jié)pH控制在6，此范圍可實現(xiàn)對重金屬的最優(yōu)吸收；所述鈍化劑主要用于含Pb、Cd、Cu、Zn重金屬的土壤的鈍化和修復(fù)；所述印度芥菜為轉(zhuǎn)基因印度芥菜，是將動物體內(nèi)的金屬硫蛋白多肽通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入印度芥菜中，可提高其對金屬的吸收能力；所述印度芥菜和擬南芥輪替種植一輪，先種植印度芥菜，待其收割后再種植擬南芥，可對土壤中多種重金屬進行吸收，土壤污染處理效果更佳；所述多級修復(fù)方法主要針對中重度重金屬污染的土壤。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。