一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法与流程

1.一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法，用于治理土壤重金属污染，属于土壤污染治理领域。


背景技术：

2.土法炼锌污染区独特的重金属(pb、zn、cd)复合污染，治理难度大，单一治理技术不理想。土法炼锌区周边的污染农用地土壤有害重金属累积，同时伴随着土壤结构破坏、养分流失、微生物丰度和活性下降、作物生长不良，甚至丧失种植功能，单一的治理技术不能恢复种植功能，无法实现无公害作物生产，需要实施物理的、化学的、生物的综合的系列工程治理才能达到预期效果。而且修复工程复杂，修复方案不能一概而论，工作量大时间长，由于不同区域矿区污染因素、农用地土质、污染程度、海拔高度不同，治理和农用地修复工程各异，需要弄清楚土壤所处的污染现状和土壤农耕功能破坏程度，制定不同的治理与修复方案，采取相应的技术，才能控制农用地的污染、修复土壤农耕功能、恢复农业正常生产，造成治理成本的增加。同时，需要根据所在地的土质、海拔高度，选用适合的作物品种，控制栽培过程质量安全关键点，才能实现作物的高产和农产品的无公害。所以当前技术中，研究一种综合性、持久性治理土法炼锌污染区的重金属污染的方法极为必要。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法，通过综合性的富集治理，降低土壤中的重金属含量。具体技术方案为：
4.一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法，步骤如下：
5.(1)土壤富营养化
6.将污染土壤表面10
‑
15cm的土壤翻松，耙细，在土壤表面使用猪粪500
‑
600kg/亩，将土壤深翻20
‑
25cm，在土壤表面洒水，保持土壤湿度66
‑
75％,在土壤表面撒施细度为3
‑
5mm的秸秆粉末，等待3
‑
5天；将em菌液和鸡粪按照质量比1:13
‑
15混合用水稀释8
‑
10倍，按照200
‑
300kg/亩撒施到土壤中；
7.(2)水葫芦吸附
8.将污染土壤划分成10m
×
10m区域，每个区域围田埂，田埂厚度为15
‑
20cm、高度8
‑
10cm，在田埂圈内，放水使得水面高度为5
‑
8cm，在田埂包围水域中种植普通水葫芦，在田埂上种植紫根水葫芦，待种植的水葫芦长成大叶成熟植株并且铺满污染土壤区域，等待3
‑
5周；将水葫芦连根拔除全部采收，按照重金属污染植物统一处理；所述水葫芦的种植密度为8
‑
12株/平米；
9.(3)生根植物富集处理
10.保持原有田埂地形，将污染土壤翻耕30
‑
35cm，保持土壤中原有水量，在围田中种植稗草、酸模叶蓼，其中稗草、酸模叶蓼的种植面积为2
‑
3:8
‑
9,在田埂上种植球穗扁莎草；稗草生长至、酸模叶蓼生长至40
‑
50cm，将稗草收割，留茬8
‑
10cm；酸模叶蓼生长至30
‑
40cm，
将酸模叶蓼，留茬5
‑
8cm；球穗扁莎草生长至15
‑
20cm，将球穗扁莎草采收，留茬1
‑
2cm；连续种植5
‑
8个月；所述采收的稗草、酸模叶蓼、球穗扁莎草的植株均按照重金属污染物处理，不返回污染土壤中；
11.(4)微生物富集处理
12.将污染土壤表面水体排出，在土壤中按照160
‑
180kg/亩使用微生物吸附剂，将土壤翻耕20
‑
30cm；所述微生物吸附剂的制备方法为：以质量份计，将10
‑
13份骨粉、15
‑
18份黄粉虫粉、20
‑
30份甘薯粉、3
‑
5份蔗糖、10
‑
15份松针粉、2
‑
4份硫酸铵、1
‑
2份磷酸二氢钾1000
‑
1200份清水混合煮沸，保温20
‑
30min，将温度降低至室温，接种1
‑
2份胶质芽孢杆菌在25
‑
28℃下培养5
‑
8天；加入5000
‑
8000份竹叶粉混合均匀，调节含水量67
‑
82％,加入20
‑
30份曲霉菌液，堆放10
‑
15天；
13.(5)作物种植
14.待土壤表面积水分挥发，表土干燥，在土壤表面开沟，沟间距为30
‑
40cm、深10
‑
15cm、宽15
‑
20cm,在沟中施用复合肥，按照间距20
‑
25cm在沟中种植龙葵；待龙葵生长5
‑
10天，在龙葵行间撒施金荞麦种子基质。
15.具体的，步骤(1)中，所述秸秆粉末为小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆、西红柿秸秆中的一种或多种。
16.具体的，步骤(1)中，所述秸秆粉末的湿度为33
‑
37％。
17.具体的，步骤(3)中，所述稗草种植密度为20
‑
30株/平米。
18.具体的，步骤(3)中，所述酸模叶蓼种植密度为40
‑
50株/平米。
19.具体的，步骤(3)中，所述球穗扁莎草种植间距3
‑
5cm。
20.具体的，步骤(4)中，所述曲霉菌液由曲霉菌粉、红糖、清水按照质量比1
‑
3:5
‑
8:20
‑
50混合而成。
21.具体的，步骤(5)中，所述复合肥由蚯蚓粪、塘泥、腐熟羊粪按照质量比5
‑
10:2
‑
3:60
‑
70混合而成；所述复合肥的用量为200
‑
300kg/亩。
22.具体的，步骤(5)中，所述金荞麦种子基质的制作方法为：以质量份计，将1
‑
2份磷酸氢二钾和100
‑
120份清水混合，加入3
‑
5份果胶搅拌3
‑
5min,加入6
‑
7份金荞麦种子浸泡50
‑
60min，然后加入30
‑
50份木屑、60
‑
70份沼渣搅拌均匀，摊放30
‑
50min即可；所述金荞麦基质的用量为20
‑
30kg/亩。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.(1)本发明通过土壤富营养化均衡土壤中的养分含量，利用水葫芦的快速生长富集重金属离子。而且水葫芦疯涨屏蔽水面，阻止水面内外氧气流通，加速水体中的氧消耗，使得水体微生物厌氧发酵，产生硫化氢和氨气，使得水中硫离子增多，酸度降低，便于土壤中可吸收的重金属离子进一步形成沉淀降低含量，削弱重金属对植株根部的盐胁迫，使得土壤中可以生长出更多的植物。
25.(2)本发明通过稗草、酸模叶蓼、球穗扁莎草浅根、深根搭配，由表及里富集土壤中的重金属离子。利用稗草、酸模叶蓼、球穗扁莎草本身快速生长的特性和对环境强大的适应能力，加速土壤中的重金属离子向植株汇聚，通过收割植株将重金属离子从土壤中带走。而且多种植株的搭配可以吸收不同离子形态的重金属离子，可以更全面的清除土壤污染。
26.(3)本发明通过微生物富集，利用硅酸盐细菌腐蚀岩粒，将其中的重金属离子释放
出来，通过曲霉等土壤微生物将重金属离子转化为有机态，减少土壤中的可溶性重金属离子。同时高活性土壤促进植株根系发育。进一步促进龙葵和金荞麦对重金属的富集，使得土壤的重金属污染得到显著改善。
具体实施方式
27.实施例1：
28.一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法，步骤如下：
29.(1)土壤富营养化
30.将污染土壤表面10cm的土壤翻松，耙细，在土壤表面使用猪粪500kg/亩，将土壤深翻20cm，在土壤表面洒水，保持土壤湿度66％,在土壤表面撒施细度为3mm的秸秆粉末，等待3天；将em菌液和鸡粪按照质量比1:13混合用水稀释8倍，按照200kg/亩撒施到土壤中；
31.所述秸秆粉末为小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆、西红柿秸秆按照等质量混合；所述秸秆粉末的湿度为33
‑
37％；
32.(2)水葫芦吸附
33.将污染土壤划分成10m
×
10m区域，每个区域围田埂，田埂厚度为15cm、高度8cm，在田埂圈内，放水使得水面高度为5cm，在田埂包围水域中种植普通水葫芦，在田埂上种植紫根水葫芦，待种植的水葫芦长成大叶成熟植株并且铺满污染土壤区域，等待3周；将水葫芦连根拔除全部采收，按照重金属污染植物统一处理；所述水葫芦的种植密度为8株/平米；
34.(3)生根植物富集处理
35.保持原有田埂地形，将污染土壤翻耕30cm，保持土壤中原有水量，在围田中种植稗草、酸模叶蓼，其中稗草、酸模叶蓼的种植面积为2:8,在田埂上种植球穗扁莎草；稗草生长至、酸模叶蓼生长至40cm，将稗草收割，留茬8cm；酸模叶蓼生长至30cm，将酸模叶蓼，留茬5cm；球穗扁莎草生长至15cm，将球穗扁莎草采收，留茬1cm；连续种植5个月；所述采收的稗草、酸模叶蓼、球穗扁莎草的植株均按照重金属污染物处理，不返回污染土壤中；所述稗草种植密度为20株/平米；所述酸模叶蓼种植密度为40株/平米；所述球穗扁莎草种植间距3cm；
36.(4)微生物富集处理
37.将污染土壤表面水体排出，在土壤中按照160kg/亩使用微生物吸附剂，将土壤翻耕20cm；所述微生物吸附剂的制备方法为：以质量份计，将10份骨粉、15份黄粉虫粉、20份甘薯粉、3份蔗糖、10份松针粉、2份硫酸铵、1份磷酸二氢钾1000份清水混合煮沸，保温20min，将温度降低至室温，接种1份胶质芽孢杆菌在25℃下培养5天；加入5000份竹叶粉混合均匀，调节含水量67％,加入20份曲霉菌液，堆放10天；所述曲霉菌液由曲霉菌粉、红糖、清水按照质量比1:5:20混合而成；
38.(5)作物种植
39.待土壤表面积水分挥发，表土干燥，在土壤表面开沟，沟间距为30cm、深10cm、宽15cm,在沟中施用复合肥，按照间距20cm在沟中种植龙葵；待龙葵生长5天，在龙葵行间撒施金荞麦种子基质；
40.所述复合肥由蚯蚓粪、塘泥、腐熟羊粪按照质量比5:2:60混合而成；所述复合肥的用量为200kg/亩；所述金荞麦种子基质的制作方法为：以质量份计，将1份磷酸氢二钾和100
份清水混合，加入3份果胶搅拌3min,加入6份金荞麦种子浸泡50min，然后加入30份木屑、60份沼渣搅拌均匀，摊放30min即可；所述金荞麦基质的用量为20kg/亩。
41.实施例2：
42.一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法，步骤如下：
43.(1)土壤富营养化
44.将污染土壤表面15cm的土壤翻松，耙细，在土壤表面使用猪粪600kg/亩，将土壤深翻25cm，在土壤表面洒水，保持土壤湿度75％,在土壤表面撒施细度为5mm的秸秆粉末，等待5天；将em菌液和鸡粪按照质量比1:15混合用水稀释10倍，按照300kg/亩撒施到土壤中；
45.所述秸秆粉末为小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆按照等质量混合；所述秸秆粉末的湿度为37％；
46.(2)水葫芦吸附
47.将污染土壤划分成10m
×
10m区域，每个区域围田埂，田埂厚度为20cm、高度10cm，在田埂圈内，放水使得水面高度为8cm，在田埂包围水域中种植普通水葫芦，在田埂上种植紫根水葫芦，待种植的水葫芦长成大叶成熟植株并且铺满污染土壤区域，等待5周；将水葫芦连根拔除全部采收，按照重金属污染植物统一处理；所述水葫芦的种植密度为12株/平米；
48.(3)生根植物富集处理
49.保持原有田埂地形，将污染土壤翻耕35cm，保持土壤中原有水量，在围田中种植稗草、酸模叶蓼，其中稗草、酸模叶蓼的种植面积为3:9,在田埂上种植球穗扁莎草；稗草生长至、酸模叶蓼生长至50cm，将稗草收割，留茬10cm；酸模叶蓼生长至40cm，将酸模叶蓼，留茬8cm；球穗扁莎草生长至20cm，将球穗扁莎草采收，留茬2cm；连续种植8个月；所述采收的稗草、酸模叶蓼、球穗扁莎草的植株均按照重金属污染物处理，不返回污染土壤中；所述稗草种植密度为30株/平米；所述酸模叶蓼种植密度为50株/平米；所述球穗扁莎草种植间距5cm；
50.(4)微生物富集处理
51.将污染土壤表面水体排出，在土壤中按照180kg/亩使用微生物吸附剂，将土壤翻耕30cm；所述微生物吸附剂的制备方法为：以质量份计，将13份骨粉、18份黄粉虫粉、30份甘薯粉、5份蔗糖、15份松针粉、4份硫酸铵、2份磷酸二氢钾1200份清水混合煮沸，保温30min，将温度降低至室温，接种2份胶质芽孢杆菌在28℃下培养8天；加入8000份竹叶粉混合均匀，调节含水量82％,加入30份曲霉菌液，堆放15天；所述曲霉菌液由曲霉菌粉、红糖、清水按照质量比3:8:50混合而成；
52.(5)作物种植
53.待土壤表面积水分挥发，表土干燥，在土壤表面开沟，沟间距为40cm、深15cm、宽20cm,在沟中施用复合肥，按照间距25cm在沟中种植龙葵；待龙葵生长10天，在龙葵行间撒施金荞麦种子基质；
54.所述复合肥由蚯蚓粪、塘泥、腐熟羊粪按照质量比10:3:70混合而成；所述复合肥的用量为300kg/亩；所述金荞麦种子基质的制作方法为：以质量份计，将2份磷酸氢二钾和120份清水混合，加入5份果胶搅拌5min,加入7份金荞麦种子浸泡60min，然后加入50份木屑、70份沼渣搅拌均匀，摊放50min即可；所述金荞麦基质的用量为30kg/亩。
55.实施例3
56.一种土法炼锌污染区农用地重金属污染治理方法，步骤如下：
57.(1)土壤富营养化
58.将污染土壤表面13cm的土壤翻松，耙细，在土壤表面使用猪粪530kg/亩，将土壤深翻25cm，在土壤表面洒水，保持土壤湿度66％,在土壤表面撒施细度为5mm的秸秆粉末，等待5天；将em菌液和鸡粪按照质量比1:13混合用水稀释10倍，按照300kg/亩撒施到土壤中；
59.所述秸秆粉末为小麦秸秆；所述秸秆粉末的湿度为35％；
60.(2)水葫芦吸附
61.将污染土壤划分成10m
×
10m区域，每个区域围田埂，田埂厚度为20cm、高度8cm，在田埂圈内，放水使得水面高度为8cm，在田埂包围水域中种植普通水葫芦，在田埂上种植紫根水葫芦，待种植的水葫芦长成大叶成熟植株并且铺满污染土壤区域，等待3周；将水葫芦连根拔除全部采收，按照重金属污染植物统一处理；所述水葫芦的种植密度为12株/平米；
62.(3)生根植物富集处理
63.保持原有田埂地形，将污染土壤翻耕35cm，保持土壤中原有水量，在围田中种植稗草、酸模叶蓼，其中稗草、酸模叶蓼的种植面积为2:9,在田埂上种植球穗扁莎草；稗草生长至、酸模叶蓼生长至50cm，将稗草收割，留茬8cm；酸模叶蓼生长至40cm，将酸模叶蓼，留茬8cm；球穗扁莎草生长至20cm，将球穗扁莎草采收，留茬1cm；连续种植8个月；所述采收的稗草、酸模叶蓼、球穗扁莎草的植株均按照重金属污染物处理，不返回污染土壤中；所述稗草种植密度为30株/平米；所述酸模叶蓼种植密度为40株/平米；所述球穗扁莎草种植间距3cm；
64.(4)微生物富集处理
65.将污染土壤表面水体排出，在土壤中按照180kg/亩使用微生物吸附剂，将土壤翻耕30cm；所述微生物吸附剂的制备方法为：以质量份计，将10份骨粉、18份黄粉虫粉、20份甘薯粉、5份蔗糖、10份松针粉、4份硫酸铵、1份磷酸二氢钾1200份清水混合煮沸，保温20min，将温度降低至室温，接种2份胶质芽孢杆菌在25℃下培养8天；加入5000份竹叶粉混合均匀，调节含水量82％,加入20份曲霉菌液，堆放15天；所述曲霉菌液由曲霉菌粉、红糖、清水按照质量比3:5:20混合而成；
66.(5)作物种植
67.待土壤表面积水分挥发，表土干燥，在土壤表面开沟，沟间距为40cm、深10cm、宽20cm,在沟中施用复合肥，按照间距25cm在沟中种植龙葵；待龙葵生长5天，在龙葵行间撒施金荞麦种子基质；
68.所述复合肥由蚯蚓粪、塘泥、腐熟羊粪按照质量比10:2:70混合而成；所述复合肥的用量为200kg/亩；所述金荞麦种子基质的制作方法为：以质量份计，将2份磷酸氢二钾和100份清水混合，加入5份果胶搅拌5min,加入6份金荞麦种子浸泡60min，然后加入30份木屑、70份沼渣搅拌均匀，摊放30min即可；所述金荞麦基质的用量为20kg/亩。
69.为验证本发明，设置如下对比例：
70.对比例1与实施例1的区别是未进行步骤(2)的水葫芦富集处理；对比例2与实施例1的区别是未进行步骤(3)的生根植物富集处理；对比例3与实施例1的区别是未进行步骤(4)的微生物富集处理。
71.试验例
72.在黔西北土法炼锌区域，选择污染程度相同的6块土壤土壤经实施例1
‑
3、对比例1
‑
3处理后，按照18000株/亩的密度种植油菜，统计油菜的重金属含量及产量品质。
[0073] 镉mg/kg产量kg成活率实施例10.113185.5698.99％实施例20.118174.3297.83％实施例30.120179.2898.12％对比例10.351144.8991.74％对比例20.428135.1793.26％对比例30.406133.2192.39％
[0074]
由表可以看出，使用本发明方法处理后的土壤种植的油菜镉含量显著低于对照组，而且产量高，成活率高。显然经本发明处理后的土壤更适宜作物的生长便于生长种植。