[发明专利]一种镉污染土壤的修复方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤修复领域，具体涉及一种镉污染土壤的修复方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的最重要的物质条件，也是环境的核心介质；土壤环境的好坏直接影响农产品安全和生态环境质量，从而影响人类身体的健康。降低土壤中污染物的浓度，可以减少土壤污染物对环境、人体或其它生物链的危害。土壤重金属污染植物修复技术因具有无二次污染、成本低廉等优点，是国际上普遍应用的修复土壤大面积重金属污染“绿色修复技术”。在植物修复技术中，为保证修复效果，需要添加活化剂。目前研究者多添加的试剂是诸如表面活性剂、螯合剂等材料，但是添加这些材料在消耗了巨大能源的同时又带来的新的问题。一是生产过程中的环境问题，二是因为这些物质是外来化学物质，难以自然降解，在进入农田以后会对农田造成不利的后续影响比如板结、土壤退化等问题。因此开发环境友好，易于自然降解的活化剂是植物修复技术的核心。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题提供一种镉污染土壤的修复方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种镉污染土壤的修复方法，该修复方法包括如下步骤：

第一步，以水稻秸秆和/或油菜秸秆为原料，分别制备得到生物炭和木醋液；

第二步，种植水稻：在水稻种植前5～30天向镉污染土壤中施加生物炭，之后在土壤中正常种植水稻，当稻穗垂下，金黄饱满时，即可分别收获得到水稻秸秆和低镉的水稻；其中生物炭的施加量为80～150kg/亩；

第三步，种植油菜：水稻收获后，向镉污染的土壤中播入油菜籽，使油菜正常生长，或者向镉污染的土壤中移植油菜苗并使油菜苗正常生长；待油菜长至现蕾抽薹时，向镉污染的土壤中施加活化剂木醋液，油菜继续生长到完熟期后收获，即可收获得到油菜籽和油菜秸秆，此时也完成了土壤修复的过程；其中木醋液的施加量为1～20kg/亩；

第四步，以第二步和第三步得到的水稻秸秆和油菜秸秆为原料制备生物炭和木醋液，循环使用。

本发明技术方案中，镉污染土壤中镉的浓度为0.3～1.2mg/kg。

上述技术方案中，第二步中，水稻的生长密度为每亩播种3～6公斤的水稻种子，生物炭的施加量为90～110kg/亩。

上述技术方案的第三步中，木醋液的施加量为3～8kg/亩；木醋液在使用前需加水稀释，木醋液：水的质量比为1：50～100。

上述技术方案的第三步中，油菜的生长密度为每亩播种0.3～1斤油菜籽；优选油菜的生长密度为每亩播种0.4～0.6斤油菜籽。

通过上述方法，制备的水稻和油菜籽中镉含量均符合国家标准。且第二步中得到的水稻秸秆可以回收利用，用于制备生物炭和木醋液，第三步中得到的油菜秸秆也可以回收利用，用于制备生物炭和木醋液。

本发明采用的技术是原位钝化与活化移除联合修复技术。采用以生物炭为主的钝化剂原位钝化土壤中重金属镉；土壤施用木醋液为主的活化剂活化重金属镉，同时种植高富集作物如油菜和灌木柳等彻底移除土壤中的镉，污染农田收获的农业废弃物如秸秆等与修复植物制备生物炭钝化剂，副产品木醋液为活化剂，“以废治废”，真正实现生态农业的封闭循环。生物炭和木醋液都是植物高温裂解的天然产物，在环境中可自然降解，所以无二次污染。同时研究对生物炭与木醋液的改性改良以强化镉污染土壤的修复效果。

本发明的有益效果：

本发明以水稻秸秆和/或油菜秸秆为原料分别制备得到木醋液和生物炭，首先每年的5月～10月在镉污染的土壤中种植水稻，并在水稻种植前施加生物炭，从而可以在镉污染的土壤中制备得到符合国家标准的水稻(镉含量符合国家标准)，水稻收获后到次年的5月在该镉污染的土壤中种植油菜，通过选择特定时期施加木醋液，可以安全、有效的将镉污染土壤中镉移除。此外，本发明方法可以有效的利用整个年度，在修复污染土壤的同时还保证了粮食作物的收成。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

本实施例所用的污染土壤选自江苏宜兴某农村，当地传统农耕时间是每年5月～10月种植水稻，10月～次年5月种植油菜。该农村的土壤为镉污染的土壤，通过HNO₃-HClO₄湿法消解测定水稻中镉含量。采用GB/T 17141-1997的石墨炉原子吸收分光光度法测定，该土壤中的镉浓度为0.6mg/kg。