[发明专利]一种黑麦草-木醋液联合修复重金属镉污染土壤的方法

说明书

本发明公开了一种黑麦草‑木醋液联合修复重金属镉污染土壤的方法。将植物黑麦草按照常规方法种植到镉污染土壤上，黑麦草生长至拔节期开始施加木醋液溶液，每隔5天喷施一次，共施加三次；黑麦草生长期间，按照常规种植方法进行浇水和施肥；当黑麦草生长至85～95cm是进行青割，青割时留茬7～10厘米，进行下一茬种植，种植管理方法与第一茬相同；每茬黑麦草青割后，检测土壤中重金属镉的含量；连续种植黑麦草并重复操作，直至经检测土壤中的镉含量达到环境安全标准。本发明处理技术方案，能够强化黑麦草的镉富集能力，适用于土壤重金属镉污染的高效、安全修复。

一、技术领域：

本发明涉及受污染土壤修复技术领域，具体涉及一种黑麦草-木醋液联合修复重金属镉污染土壤的方法。

二、背景技术：

随着我国工业化和农业化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，根据国家自然资源部报告，2020年我国重金属土壤污染面积约为2000万hm²，其中镉(Cd)污染耕地面积1.33万hm²。宋伟等对全国138个典型区域耕地重金属污染案例进行数据分析发现，Cd污染发生概率超过25％，涉及11个省的25个地区。每年我国因为重金属污染问题而造成损失粮食产量可达1×10⁷吨。统计数据表明重金属污染造成全国年均粮食减产1000万吨以上，估计经济损失超过200亿元。我国作为世界上的农业大国，耕地面积广阔，土壤作为农作物最直接最赖以生存的环境，其健康程度与农产品品质乃至人类健康息息相关。然而，快速工业化进程、大气沉降、不合理的化肥施用、农药喷洒、污灌方式等已经给我国农田土壤造成了严重的污染，造成重金属污染等问题不断产生。

目前，重金属污染问题已经成为我国环境污染问题的重点之一，近年来社会上的又一研究焦点是如何修复被重金属污染的土壤，拯救被破坏的土质。重金属元素在土壤环境中不易移动，也不能被微生物分解掉。因此，非常容易累积，且不容易被发现，一旦出现了显著的现象，就基本难以消除。当前土壤重金属污染治理主要通过两种原理：(1)降低土壤重金属的活性，一般采用施加抑制剂的方法，通过使用改良剂或者抑制剂，如磷酸盐类、石灰类、黏土矿物、工业废渣、有机废物、生物炭等使土壤中重金属的有效态降低，活性减弱。一般来说，对于pH7的土壤，可施用碳酸氢盐或石灰来调节土壤酸性；土壤pH7时，可采用硫磺、氯化钙、石膏和硫酸等酸性试剂进行中和改良。明佳佳等研究表明施加不同钝化剂(生物炭、羟基磷灰石、石灰粉、粉煤灰、混合有机钝化剂)使小白菜中的Cd含量均降低。陶玲等研究表明凹凸棒组配硫酸锌能够降低土壤中有效态Cd含量。王小雨等研究表明过磷酸钙磷肥等也能降低土壤中有效态Cd含量。但这种方法很容易产生二次污染，对土壤自身结构有着较大的破坏。(2)去除或者降低土壤重金属的含量的方法有很多，用大型机械可操作的有客土法、换土法、翻土法等，通过将受污染的土壤与清洁土壤进行混合来降低土壤中重金属的含量。但是这一过程不仅花费极大，且容易降低土壤的肥力而且处理效果不理想。微生物法，通过生物吸附以及氧化还原来降低土壤中重金属浓度，但微生物法对土壤环境要求比较高，且易受外界因素的干扰。植物修复法，是利用各种植物通过植物提取、植物降解、植物固定等一系列过程去除土壤中的污染物或减弱其毒性。植物修复具有高效、价廉、非破坏性等优势，不仅可以同时去除多种污染物，还可以提高土壤有机碳的含量。因此，植物修复法展示出了良好的应用前景。刘沙沙等研究表明三叶鬼针草对Cd有较强的转移能力。李法云等研究表明龙葵对Cd有较强的耐受能力，能够吸收转运更多的Cd，以减少土壤中的Cd含量。纪宏伟等研究表明印度芥菜对土壤中的Cd也有较强的吸收能力。如今大部分超富集植物、高积累植物生物量都比较小，生长也比较缓慢，对修复效果有着较明显的制约作用。因而，向土壤中添加其他物质联合植物修复以改变土壤的理化性质或重金属的形态来达到土壤重金属去除的目的。

河南省地区Cd污染农田大部分为弱碱性旱地土壤，难以通过调节土壤pH值和水分管理等农艺措施来降低土壤Cd活性，另外适合北方地区弱碱性土壤农田Cd污染的钝化材料少，南方地区的Cd超富集植物在北方农田生长困难，维护成本高。但鉴于土壤重金属污染的复杂性，结合河南省土壤特性和省情，需要找出适合石灰性土壤重金属污染修复技术。因此，选择适宜的植物和强化措施促进植物在石灰性土壤中Cd的提取效率是十分必要的。