[发明专利]一种镉污染农田土壤修复的方法

说明书

技术领域

本发明属于农田重金属污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种镉污染农田土壤修复的方法。

背景技术

土壤重金属来源有人为和自然因素两种，其中人为因素是造成土壤重金属污染的最大原因。土壤中重金属污染物大多数残留于土壤耕层，很难向土壤的下层移动，而表土又是动植物赖以生存的场所，进入土壤中的重金属不易降解并具有隐蔽性，其毒性会影响农作物的生长，同时还会引起土壤结构和功能的变化。因此，土壤受重金属污染之后，如果没有及时修复，造成地下水以及农作物的污染，对人类的健康造成极大的危害。

在农田土壤污染中，重金属污染不可忽视，其中以镉污染最为严重。镉污染可追溯到20世纪20年代，但其危害和影响一直没受到广泛关注，直到1986年在日本的富山县神通川流域出现了“痛痛病”，人们才真正意义上的关注镉污染引起的生物毒性问题。土壤镉污染对人体造成的伤害是间接性的，它是通过食物链进入到人体，给人体的健康造成严重的伤害。镉被人体吸收后主要储存于肝与肾中，造成肾脏功能的损害和肺部的损伤，还可以引起心脏扩张和高血压，长期摄入镉将会导致骨质疏松、脆化、腰病和脊柱畸形。

镉污染还会极大的影响农作物的使用和加工品质，土壤中镉含量超标不仅会影响稻米的氨基酸及淀粉中的支链淀粉和直链淀粉比例改变，使其品质变差，还会使稻米的有害成分增加成为“镉米”。土壤重金属污染已经对我国的生态环境、食品安全和农业可持续发展构成严重威胁，因此，如何减轻日益严重的农田镉污染土壤，进而修复还原利用已迫在眉睫。

土壤淋洗技术是去除农田土壤中重金属镉的方法之一，淋洗修复技术的关键在于选择合适的淋洗剂和淋洗方法，既能达到有效去除污染土壤中镉的目的，又能满足成本控制的要求。目前常用的淋洗剂有无机淋洗剂(酸、碱、盐)、螯合剂(人工螯合剂和天然螯合剂)和表面活性剂(包括生物表面活性剂)。其中，强酸强碱容易破坏土壤理化性质及结构；人工螯合剂价格昂贵，可降解性差，易产生二次污染；表面活性剂对重金属的去除率较低；天然螯合剂，如酒石酸、柠檬酸、草酸等，在自然界来源广，植物根系可分泌，容易降解，去除重金属效果好，属于环境友好型淋洗剂。

中国专利CN105363769A公开了一种修复重金属镉污染农田土壤的方法，该方法利用氯化铁和氯化铵的混合水溶液去除农田土壤中的镉。该方法的缺点在于，无机淋洗剂易破坏土壤理化性质和结构。

中国专利CN104984990A公开了一种淋洗修复后复合污染农田土壤的再利用方法，该方法用EDTA溶液修复镉污染农田土壤再栽种金盏菊、胡萝卜或油菜种子用于修复后土壤生态功能的重建与恢复。该方法的缺点在于，采用的EDTA为人工螯合剂，价格昂贵，易产生二次污染。

中国专利CN105618472A公开了一种永久去除重金属污染土壤中有效态重金属的方法，该方法为纳米多孔陶瓷复合材料和翻耕过程中添加柠檬酸作为重金属离子溶出剂的修复镉污染农田，该方法的缺点在于，纳米材料在实际应用中不宜大规模使用且重复次数过多破坏土壤结构，此外，采用柠檬酸作为溶出剂后的农田土壤不作处理使土壤的pH值呈现酸性，降低土壤农耕使用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镉污染农田土壤修复的方法，利用淋洗剂不同浓度的淋洗效果配合调理剂调节土壤pH值及肥力的淋洗方法，通过土壤的预处理、淋洗剂浓度的选择、后期调理，有效修复镉污染农田土壤。

本发明是这样实现的，一种镉污染农田土壤修复的方法，该方法包括以下步骤：

(1)选取受镉污染的农田土壤区域，区域四周设置土垅，并用不透水薄膜压实覆盖在土垅四周；

(2)加入清水淹没土壤表层后，对土壤进行翻耕处理；

(3)将淋洗剂均匀喷撒至翻耕后的土壤中，充分搅匀、静置、排出；其中，所述淋洗剂包括柠檬酸、酒石酸和草酸；每平方米的镉污染土壤中加入600～1200m³所述淋洗剂；

(4)向土壤中加入清水进行淋洗1～3次，充分搅匀、静置、排出；其中，每平方米的镉污染土壤中加入600～1200m³清水；

(5)向土壤中加入调理剂，充分搅匀，静置、保湿养护，得到修复后的农田土壤；其中，所述调理剂包括石灰石粉末、复合肥、禽畜粪便、秸秆和草木灰，每平方米的镉污染土壤中加入1.0～2.0kg所述调理剂。

优选地，在步骤(1)中，所述土垅的宽×高规格为20cm×40cm。

优选地，在步骤(2)中，所述翻耕的深度为20.0cm；

所述翻耕处理为对土壤进行铲起、打散、疏通以使土壤平整松散。