[发明专利]一种重金属污染矿区农田土壤的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重金属污染矿区农田土壤的修复方法。

背景技术

现有耕地的环境保护和可持续利用在当前生态文明建设工作中具有极其重要的意义。加快农业环境突出问题的治理，为我国今后生态农业的发展指明了道路。随着我国矿产资源的开采使用原有的地球化学环境条件发生改变，导致矿山周边水土环境严重污染并导致重金属在农田土壤中积累，从而出现农田土壤重金属污染问题。农田土壤重金属污染较为突出的区域主要存在于采矿区、冶炼区周边和大中城市群郊区，部分地区的污染程度严重，超过国家土壤环境质量标准Ⅱ/Ⅲ级标准(GB15618-1995)。农田重金属污染会对农产品质量与人体健康产生影响，相关研究表明，绝大多数情况下重金属污染农田土壤会对作物的生长发育及产量产生显著负面影响，在影响作物的生长发育和产量的同时，也会影响作农产品的品质；农田土壤中的重金属可以通过食物链进行传递和富集，最终到达人体，导致多种病症的发生。因此，农田土壤重金属污染的修复刻不容缓。

目前，针对矿区污染农田的修复技术有：选育低累积农作物品种、水肥管理、物理方法(电动修复、电热修复、热解吸法)、化学方法(固化稳定化、土壤淋洗)、生物修复(植物提取、植物-微生物联合修复)等。但上述部分方法在实施过程中存在着工程浩大、修复价格昂贵、土壤破坏严重等问题。联合修复技术，通过汲取两种或者多种修复方法的优势并相互结合，目前研究较多的联合修复技术包括生物联合技术、物理化学联合技术等。

其中，物理化学联合技术中的化学原位固化技术修复效果好，是目前比较常用的重金属污染土壤修复技术，但常用的固化剂成本较高，并且容易破坏土壤结构，对土壤造成二次污染，因此寻找一种价廉易得、对土壤危害小或无危害的固化剂就成为急需解决的问题。生物炭是近年发现的一种富含有机碳的新型环保功能材料，因其具有多孔结构、巨大的比表面积和较多活性官能团，对重金属离子具有较强的吸附能力，可以有效地降低土壤重金属的生物有效性。所以，生物炭已被作为修复和固定土壤重金属的理想材料。以生物炭作为固化剂的同时结合客土修复技术，降低矿区农田土壤重金属含量，同时改善土壤的结构以利于农作物的生长。如何寻找一种价廉易得、对土壤修复处理表现出经济、高效、绿色的重金属稳定剂，在稳定固化矿区农田土壤中重金属的同时，改善土壤营养状况，增强土壤肥力，成为了本行业关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于寻找一种价廉易得、对土壤修复处理表现出经济、高效、绿色的重金属稳定剂，在稳定固化矿区农田土壤中重金属的同时，改善土壤营养状况，增强土壤肥力，进而提出一种重金属污染矿区农田土壤的修复方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种重金属污染矿区农田土壤的修复方法，是先将待修复的重金属污染矿区农田土壤和未污染土壤混合，然后向混合土壤中加入生物炭固化剂，混合均匀，进行修复。

修复方法中，未污染土壤的加入量占待修复的重金属污染矿区农田土壤质量的20％～50％。

修复方法中，待修复的重金属污染矿区农田土壤为矿区农田表层0～20cm的重金属污染土壤。

修复方法中，生物炭固化剂的加入量为混合土壤质量的1％～5％。

修复方法中，混合土壤的含水率为45wt％～50wt％。

修复方法中，修复的时间为15～20天。

修复方法中，生物炭固化剂为荔枝木生物炭固化剂。

荔枝木生物炭固化剂由粒径为10～100目的荔枝木生物炭组成。

荔枝木生物炭是由荔枝树枝通过限氧裂解的方法制备得到的。

限氧裂解的方法具体为：将荔枝树枝在550℃～650℃下炭化1.5h～2.5h，裂解的过程中通入氮气或惰性气体。

本发明的有益效果是：

本发明将荔枝木生物炭重金属固化剂结合客土修复方法修复矿区农田土壤，可同时实现土壤中重金属的稳定化修复以及提升农田作物产量。通过本发明物理和化学修复相结合的复合型修复方法进行重金属污染矿区农田土壤的修复，应用简单、成本低廉、高效环保。

具体而言：

本发明公开了一种在土壤修复处理时表现出经济、高效、绿色的重金属稳定剂，在稳定固化矿区农田土壤中重金属的同时，改善土壤营养状况，增强土壤肥力。本发明的重金属稳定剂结合客土修复方法可有效的降低矿区农田的利用风险，提升农产品质量，保障矿区开采区域的粮食安全。

附图说明

图1是不同修复处理土壤盆栽试验的农作物生物量图。

具体实施方式