[发明专利]一种活化剂联合植物修复重金属污染土壤的方法

说明书

本发明公开了一种活化剂联合植物修复重金属污染土壤的方法，包括如下步骤：(1)种植：在已污染的土壤上种植重金属富集植物；(2)活化：对污染土壤喷施柠檬酸水溶液；(3)收割：分别收割植物的地上部分和地下部分；(4)后续处理：将收获的地上部分和地下部分进行消解，提取重金属，重复实施活化步骤和/或收割步骤，即可。该方法具有修复效果好、可实现原位修复、修复周期短等优点，对于提高植物修复技术在污染土壤修复领域的应用范围具有重要意义。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤的防治技术，特别涉及一种活化剂联合植物修复重金属污染土壤的方法。

背景技术

目前，土壤重金属污染严重，土壤中的重金属Cd还会通过食物链影响人类健康。因此，土壤重金属污染急需治理，特别是对镉污染土壤进行修复显得尤为迫切。

植物修复通常指在重金属污染的土壤上种植对该污染物有富集作用的植物，待植物通过自身生长代谢活动吸取土壤重金属后，将植物收获并进行后续处理(如灰化回收等)，从而取得一定修复效果的方法。植物修复通常包括：植物提取、植物挥发和植物稳定。目前，植物修复技术作为一种新兴的修复方法，具有治理过程的原位性、效果的永久性、经济性、后期处理简易性和美学与环境的兼容性等诸多优势，但同时也存在由于重金属的毒害作用而抑制植物生长，使生物量降低，修复周期延长的技术瓶颈。此外，由于土壤中重金属的低生物有效性低，导致重金属不易被植物吸收也是制约植物修复效率的关键因素。

为了提高重金属镉污染土壤的修复率，土壤中添加有活化剂以促进植物吸收土壤中其他形态的重金属镉。活化剂进入土壤后，可增加土壤重金属生物有效性，促进植物对土壤重金属的积累。然而，传统的螯合剂、无机酸等作为活化剂使用时虽能有效降低土壤重金属含量，但同时也可能会造成土壤理化性质和生物结构的破坏，导致土壤养分流失，植物不能正常生长。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种采用活化剂联合重金属植物种植，提高修复重金属污染土壤效率的方法。

技术方案：本发明提供一种活化剂联合植物修复重金属污染土壤的方法，包括如下步骤：

(1)种植：在已污染的土壤上种植重金属富集植物；

(2)活化：对污染土壤喷施柠檬酸水溶液；

(3)收割：分别收割植物的地上部分和地下部分；

(4)后续处理：将收获的地上部分和地下部分进行消解，提取重金属，重复实施活化步骤和/或收割步骤，即可。

上述技术方案中通过在污染的农田土壤中添加可生物降解的柠檬酸作为重金属活化剂，不仅可以降低土壤pH，增加重金属的活性和移动性，还可以通过分子结构羧基的络合作用，与金属离子形成可溶性络合物，降低土壤颗粒对重金属离子的吸附作用。作为一种高效的重金属活化剂，有机酸包括柠檬酸等可以与Fe形成内层环形的表面配合物，电子向中心Fe离子转移导致Fe与土壤晶格的成键作用减弱，促进Fe的溶解。

Fe-Mn等结合态的重金属作为一个整体被释放，因而添加柠檬酸可增加重金属的去除。柠檬酸溶液可以淋出铬、锰、汞、铅、镉、铅、铜、锌等多种金属，柠檬酸的添加改变了土壤重金属形态，增加土壤重金属生物有效性，从而促进植物对土壤重金属的积累，并与生长速度快、生物量大的植物联合，不仅可以大大降低活化剂及漂洗水用量，降低使用活化剂活化淋出土壤重金属易造成地下水污染等环境风险，降低土壤修复成本，还能提高污染修复速度。

进一步地，所述步骤(1)中的重金属为镉。土壤中镉的污染较为普遍，对植物的影响较大，采用本发明的方法修复效果显著。