[发明专利]利用超富集植物生物质炭组合系统修复As-Cd复合污染农田土壤的方法

说明书

本发明公开了一种利用超富集植物生物质炭组合系统修复As‑Cd复合污染农田土壤的方法，包括以下步骤：先对农田土壤监测、取样，确定超富集植物的品种以及种植方式，实现对As和Cd的富集；然后对农田污染土壤施加以微生物菌剂、螯合剂为主的复合改良剂，实现对As和Cd钝化与螯合；然后再在农田土壤表面施用生物质炭基修复剂，翻土混匀，静置；即完成一个处理周期。本发明利用复合改良剂、生物质炭基修复剂以及超富集植物对As‑Cd复合污染农田土壤进行改良修复，不仅能改良修复土壤中As‑Cd重金属污染，增加土壤活力和养分，改善土壤结构，而且促进植物生长、抑制病虫害，且制备方便、安全可靠、适合大面积推广。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种利用超富集植物生物质炭组合系统修复As-Cd复合污染农田土壤的方法。

背景技术

随着经济的发展，农田环境污染以及由此产生的对农作物和人体健康的威胁是当今世界普遍关注的问题，有毒元素污染及防治是当前环境污染研究中的一个重要课题。重金属污染土壤具有毒性大、难降解、易积累特点，可在土壤和生物体内富集，通过食物链进入人体，损害人体健康，具有隐蔽性、长期性不可逆性和后果严重性，是影响生态系统安全的重要污染物之一。

重金属“五毒”之一的镉（Cd）在土壤中滞留时间长、不能被降解，经食物链等途径最终影响人类健康，影响甚大。“镉大米”事件就是因土壤被镉污染而造成的。因此，镉污染土壤急需得到治理。 砷（As）是生态环境中主要的污染物之一，是土壤中的重金属污染物。随着现代化工业的发展，废水废渣的大量排放，含砷农药、 除草剂及化肥等化学试剂的大量施用，土壤砷污染日趋严重。砷的污染在世界各地常见报道，并被国内外列为优先污染物，如在日本，砷污染的农田占金属污染农田的25%。我国污染引起的土壤中，砷占第五位。在实际中，重金属污染土壤往往有几种重金属伴随出现，单一重金属污染土壤少之又少。Pb-As或Pb-Cd是重金属中的重要污染物，在重金属污染土壤中往往伴随存在构成重金属复合污染。目前Pb-As或Pb-Cd复合污染土壤中，金属对超富集植物或其他作物的毒害、生理特性及植物对重金属的吸收积累特征的研究较多，无论是Pb-As复合污染还是Pb-Cd复合污染，重金属之间的相互作用效应与重金属种类、不同浓度组合、供试植物种类有关，表现较为复杂，并非是单纯的加和、协同或拮抗作用。

但是，对于As-Cd复合污染土壤中重金属对植物吸收积累重金属特征研究较少。

目前，国内外用于修复土壤重金属污染的技术有物理修复技术、化学修复技术和植物修复技术。物理修复技术和化学修复技术，大多数只能暂时缓解重金属的危害，而且成本高，需用复杂的设备，还会破环土壤结构和土壤微生物，易造成“二次污染”，大面积推广应用存在许多问题。由于物理修复技术和化学修复技术在应用上存在局限性，生物修复技术越来越受到科学界的广泛重视，成为土壤修复的热点研究领域。目前重金属植物修复技术被普遍认为具有物理、化学修复方法所无法比拟的优势，如①成本低，能大面积推广应用；②不会破坏土壤生态环境，能激发微生物活动，增加土壤有机质含量，提高土壤肥力；③集中处理收获物，可避免二次污染，还可从富含重金属的植物残体中回收贵重金属，获得直接经济效益；④原位处理土壤污染，对环境扰动少，不会对土壤结构造成破环；⑤对污染地的景观具有美学价值等优点。植物修复技术因其适用范围广、具有直接的经济效益和净化环境、美化环境等优点而受到青睐。植物修复技术以其高效、经济和生态协调性等优势显示出了巨大的生命力。已发现的超富集植物有：印度芥菜、遏蓝菜、蜈蚣草等450多种。由于已知的超富集植物地上部生物量普遍偏小，生长慢，而且很多来源于重金属矿山（属于矿山生态型），对农田土壤环境适应能力较差，生长范围狭窄，限制了植物修复技术的推广应用。