[发明专利]一种适用于北方少雨干旱地区重金属污染土壤的生态修复方法

说明书

本发明涉及一种适用于北方少雨干旱地区重金属污染土壤的生态修复方法，对待修复污染土壤进行深度翻耕30‑40cm，将土壤大颗粒粉碎、耙平、打垄，均匀撒播土壤修复材料，机械旋耕表层土壤18‑22cm，使土壤修复材料与表层土壤充分混匀，然后在土壤表层喷洒适量的水，使土壤含水量达到田间最大持水量的50％‑60％，稳定5‑7天；土壤修复材料是由质量比为40‑65∶30‑50∶10‑25∶3‑5的硫铝酸钙、硫酸钙、草木灰和磷酸矿化菌剂制备而成的。本发明的优点在于：通过本发明土壤修复材料的处理，能够有效改善土壤理化性质和钝化重金属污染。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，特别涉及一种适用于北方少雨干旱地区重金属污染土壤的生态修复方法。

背景技术

导致土壤环境产生污染的重金属主要有汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及因积累过量而产生生物毒性的铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)和锰(Mn)等常见元素。随着社会的发展，工业“三废”的排放、矿山的开采、化肥和农药的添加、污水灌溉及生活垃圾的排放等等造成这些重金属元素不断在土壤表层进行累积，从而对耕地、农产品以及人类健康带来严重的安全隐患。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示我国耕地土壤环境污染点位超标率达到19.4％，重金属污染问题较为突出。农业部农产品污染防治重金属实验室调查全国30万hm2基本农田保护区，结果表明农产品超标率达到12.1％，其中粮食重金属超标率达到10％以上。尤其近年来频发的“镉米”、“镉麦”、“血铅儿童”等重金属污染事件严重影响人类健康和社会稳定，因此，污染土壤的修复和粮食的安全生产迫在眉睫。

广义的土壤修复技术不仅是去除土壤中的污染物，还包括降低其生物有效性和迁移性，从而消减污染物对作物、周边环境和人体健康造成的风险。目前常见的土壤修复方法主要有物理修复技术，化学修复技术，以及微生物修复技术和植物修复技术。其中化学钝化技术主要是通过添加外源添加剂(如石灰类物质、含磷材料、金属氧化物、生物炭、凹凸棒石等)，与重金属发生吸附、沉淀、离子交换和氧化还原等一系列反应，改变重金属在土壤中的赋存形态，降低其生物有效性，从而减少重金属对土壤生物的毒害和在农产品中的积累。该方法虽然对于抑制农产品重金属累积简单快捷，但是容易出现土壤板结，作物减产等现象，且施加量大，易造成二次污染。微生物修复则是通过物理吸附、表面络合、离子交换和胞内积累等作用达到消减、净化与固定重金属的目的。该方法有助于提高土壤肥力、改善土壤微生态环境，但微生物活性易受环境因素影响，单独添加存活率低，修复周期较长，进而影响治理效率。当前的土壤重金属污染钝化剂多针对南方多雨潮湿地区重金属污染土壤，通过施加碱性材料提高土壤pH即可有效降低土壤重金属的生物有效性，而针对北方土壤本身呈干旱的土壤，则无法通过此方法来达到钝化土壤重金属的目的。基于以上问题，研发适用于我国北方少雨干旱地区重金属污染土壤的复合修复技术具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种兼具改善土壤理化性质和钝化重金属污染的适用于北方少雨干旱地区重金属污染土壤的生态修复方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种适用于北方少雨干旱地区重金属污染土壤的生态修复方法，其创新点在于：对待修复污染土壤进行深度翻耕30-40cm，将土壤大颗粒粉碎、耙平、打垄，均匀撒播土壤修复材料，机械旋耕表层土壤18-22cm，使土壤修复材料与表层土壤充分混匀，然后在土壤表层喷洒适量的水，使土壤含水量达到田间最大持水量的50％-60％，稳定5-7天；其中，土壤修复材料是由质量比为40-65∶30-50∶10-25∶3-5的硫铝酸钙、硫酸钙、草木灰和磷酸矿化菌剂制备而成的。

进一步地，所述土壤修复材料的用量为中度污染土壤以每亩100～150kg，轻度污染土壤以每亩50～80kg。

进一步地，所述土壤修复材料具体是由以下步骤制备而成的：

步骤1：将硫铝酸钙、硫酸钙和草木灰分别进行风干、粉碎，过100目筛；