一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，在待修復(fù)的污染場地上施用生活污水處理廠的脫水后的剩余污泥，翻耕待修復(fù)的污染場地，在翻耕的過程中施用促進莧菜對鎘、鉛吸收和積累的土壤促進劑，種植不同種類的莧菜，收割、分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，篩選出鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種；通過篩選獲得了對鎘、鉛超量吸收、積累最佳的莧菜品種和土壤促進劑，修復(fù)了污染的工業(yè)場地，修復(fù)后的工業(yè)場地可用于建設(shè)用地、綠化和部分非食用農(nóng)田，同時部分解決了污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的處理與處置難題。
【專利說明】—種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重金屬污染土壤的治理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、城市化進程的加快，我國幾乎所有的大中城市都面臨著大批污染企業(yè)關(guān)閉和搬遷的問題，導(dǎo)致城市出現(xiàn)大量遺留、遺棄的工業(yè)場地，這些搬遷遺留的場地中很多存在較嚴重的重金屬鎘、鉛污染。鎘、鉛污染不僅對土壤中有機物的降解、土壤的呼吸代謝、土壤氨化及硝化作用產(chǎn)生抑制，更為嚴重的是鎘、鉛還能轉(zhuǎn)變成毒性更大的金屬-有機化合物，對人體健康、土壤環(huán)境產(chǎn)生更大的危害。目前，國內(nèi)外治理污染場地重金屬鎘、鉛污染有多種方法，常見的主要有物理修復(fù)法、化學修復(fù)法、生態(tài)修復(fù)法。物理修復(fù)方法效率較高，但耗費大量能量，土壤有機質(zhì)和水分都會遭到不同程度破壞；化學修復(fù)法不僅可以進行原位修復(fù)，也可進行異地修復(fù)，但易產(chǎn)生二次污染，再度危害土壤生態(tài)安全；生物修復(fù)技術(shù)中的微生物修復(fù)法，雖然具有一定的修復(fù)效果，只能對特定污染物進行修復(fù)；植物修復(fù)技術(shù)是一個值得探索的課題，該技術(shù)能利用綠色植物系統(tǒng)直接吸收和代謝污染物，操作簡單方便，無二次污染，是一種集生態(tài)和治理于一體的新興技術(shù)，得到了快速發(fā)展，成為綠色環(huán)境修復(fù)技術(shù)之一。
[0003]同時由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，污水排放量不斷擴大，而政府的環(huán)保力度也不斷強化，污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的處理與處置難題日益顯現(xiàn)，已經(jīng)成為制約整個污水處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種操作簡單、投資少的降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，通過篩選對土壤中的鎘、鉛超量積累的莧菜品種，并施用生活污水廠的脫水污泥和專用的促進鎘、鉛吸收的土壤促進劑，有效增加植物對鎘、鉛的吸收，通過莧菜的收割，實現(xiàn)對重金屬鎘、鉛污染的土壤的修復(fù)、治理。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是按如下步驟實施的:
[0006](I)在待修復(fù)的污染場地上施用生活污水處理廠的脫水后的剩余污泥，生活污水處理廠的剩余污泥含有大量的營養(yǎng)元素，可作為修復(fù)植物的有機肥料，部分解決了污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的處理與處置難題。
[0007](2)翻耕待修復(fù)的污染場地，翻耕的深度為0.5-0.7米，如果土壤污染的深度較大，需要對污染場地進行多次修復(fù)，每次修復(fù)的深度為0.5-0.7米，修復(fù)完成的土壤剝離后進行下層污染土壤的修復(fù)，剝離后的土壤可先堆積存放，待修復(fù)全部完成后再充填回原位。
[0008](3)在翻耕的過程中施用促進莧菜對鎘、鉛吸收和積累的土壤促進劑。
[0009](4)在翻耕后的土壤中種植不同種類的莧菜，在莧菜生長至0.1-0.2米時收割莧菜下部成熟的葉片和部分上部莖，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，計算每種莧菜鎘、鉛的平均含量，按照鎘、鉛的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘或鉛超量吸收和積累前三名的莧菜品種。
[0010](5)把非前三名的莧菜鏟除，再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘或鉛超量吸收和積累前三名的莧菜品種，在采收期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，計算每種莧菜鎘、鉛的平均含量，按照鎘、鉛的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種。
[0011](6)再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種。
[0012](7)當超量吸收和積累最大的莧菜生長至0.1-0.3米時收割莧菜下部成熟的葉子，維持莧菜其它部位的正常生長，通過不斷地成長、收割，使莧菜在一個生長季節(jié)獲得盡量多的收割量。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟(I)中剩余污泥的施用量可在篩選莧菜的最佳品種后通過施用不同剩余污泥的用量，對比莧菜的生長狀態(tài)來確定最佳施用量；或者在篩選莧菜的最佳品種的過程中通過施用不同剩余污泥的用量，對比莧菜的生長狀態(tài)來確定最佳施用量。
[0014]進一步地，所述施用的土壤促進劑的篩選過程具體包括:
[0015]①在翻耕的過程中施用不同種類的土壤促進劑；
[0016]②種植篩選出來的最佳品種的莧菜；
[0017]③在收獲期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，篩選出鎘或鉛吸收和積累量最大的土壤促進劑；
[0018]④在翻耕的過程中施用篩選出來的不同劑量的土壤促進劑，在收獲期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，確定土壤促進劑的最佳施用量。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟(4)中種植的莧菜品種盡量選擇鄉(xiāng)土物種，這樣成本低、效率高。
[0020]進一步地，所述步驟(4)中篩選莧菜品種時，可分開單獨實驗分析莧菜的莖葉部位中鎘(鉛)的含量，計算每種莧菜鎘(鉛)的平均含量，按照鎘(鉛)的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘(鉛)超量吸收和積累前三名的莧菜品種；或者實驗分析莧菜的莖葉部位中鎘與鉛的含量之和，計算每種莧菜鎘與鉛含量之和的平均值，按照鎘與鉛含量之和的平均值從大到小的順序排列，篩選出鎘與鉛含量之和前三名的莧菜品種。
[0021]進一步地，所述步驟(5)中篩選莧菜品種時，可分開單獨實驗分析莧菜的莖葉部位中鎘(鉛)的含量，計算每種莧菜鎘(鉛)的平均含量，按照鎘(鉛)的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘(鉛)超量吸收和積累最大的莧菜品種；或者實驗分析莧菜的莖葉部位中鎘與鉛的含量之和，計算每種莧菜鎘與鉛含量之和的平均值，按照鎘與鉛含量之和的平均值從大到小的順序排列，篩選出鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，通過篩選獲得了對鎘、鉛超量吸收、積累最佳的莧菜品種和土壤促進劑，修復(fù)了污染的工業(yè)場地，修復(fù)后的工業(yè)場地可用于建設(shè)用地、綠化和部分非食用農(nóng)田，同時部分解決了污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的處理與處置難題；該發(fā)明操作方便、投資少、成本低，針對性強、安全可靠。
【具體實施方式】
[0023]為了進一步揭示本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作詳細的說明。[0024]實施例1
[0025]江蘇省常州市中吳大道旁一化工污染場地經(jīng)分析土壤污染深度為2米，計劃分三次修復(fù)。在污染場地上施用臨近生活污水處理廠的脫水后的剩余污泥，施用厚度為0.05米，翻耕待修復(fù)的污染場地，每次翻耕的深度為0.7米，在翻耕的過程中施用促進莧菜對鎘、鉛吸收和積累的土壤促進劑，在翻耕后的土壤中種植收集到的蘇南地區(qū)九種不同種類的莧菜，在莧菜生長至0.2米時收割莧菜下部成熟的葉片和部分上部莖，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘的含量，計算每種莧菜鎘的平均含量，按照鎘的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘超量吸收和積累前三名的莧菜品種，把非前三名的莧菜鏟除，再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘超量吸收和積累前三名的莧菜品種，在采收期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘的含量，計算每種莧菜鎘的平均含量，按照鎘的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘超量吸收和積累最大的莧菜品種，再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種，當超量吸收和積累最大的莧菜生長至0.2米時收割莧菜下部成熟的葉子，維持莧菜其它部位的正常生長，通過不斷地成長、收割，使莧菜在一個生長季節(jié)獲得盡量多的收割量，收割后的莧菜送生活垃圾焚燒廠處理。進一步地，通過實驗分析，土壤中的鎘含量低于國家相關(guān)標準后對修復(fù)完成的土壤剝離后進行下層污染土壤的修復(fù)，剝離后的土壤先堆積起來，待修復(fù)全部完成后再充填回原位。
[0026]實施例2
[0027]實驗是在常州大學實驗場地進行，實驗的污染土壤取自中吳大道旁化工污染場地，實驗場地大小為3米X2米X0.5米，在場地上施用生活污水處理廠的脫水后的剩余污泥，施用厚度為0.05米，施用促進莧菜對鎘、鉛吸收和積累的土壤促進劑，種植收集到的蘇南地區(qū)九種不同種類的莧菜，在莧菜生長至0.2米時收割莧菜下部成熟的葉片和部分上部莖，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘與鉛的含量之和，計算每種莧菜鎘與鉛的含量之和的平均值，按照平均值從大到小的順序排列，篩選出超量吸收和積累前三名的莧菜品種，把非前三名的莧菜鏟除，再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘和鉛超量吸收和積累前三名的莧菜品種，在采收期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘與鉛的含量之和，計算每種莧菜鎘與鉛的含量之和的平均值，按照平均值從大到小的順序排列，篩選出鎘超量吸收和積累最大的莧菜品種，再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘和鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種，當超量吸收和積累最大的莧菜生長至0.2米時收割莧菜下部成熟的葉子，維持莧菜其它部位的正常生長，通過不斷地成長、收割，使莧菜在一個生長季節(jié)獲得盡量多的收割量。
[0028]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，其特征在于，它按照如下步驟實施: (1)在待修復(fù)的污染場地上施用生活污水處理廠的脫水后的剩余污泥，生活污水處理廠的剩余污泥含有大量的營養(yǎng)元素，可作為修復(fù)植物的有機肥料，部分解決了污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的處理與處置難題。 (2)翻耕待修復(fù)的污染場地，翻耕的深度為0.5-0.7米，如果土壤污染的深度較大，需要對污染場地進行多次修復(fù)，每次修復(fù)的深度為0.5-0.7米，修復(fù)完成的土壤剝離后進行下層污染土壤的修復(fù)，剝離后的土壤可先堆積存放，待修復(fù)全部完成后再充填回原位。 (3)在翻耕的過程中施用促進莧菜對鎘、鉛吸收和積累的土壤促進劑。 (4)在翻耕后的土壤中種植不同種類的莧菜，在莧菜生長至0.1-0.2米時收割莧菜下部成熟的葉片和部分上部莖，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，計算每種莧菜鎘、鉛的平均含量，按照鎘、鉛的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘或鉛超量吸收和積累前三名的莧菜品種。 (5)把非前三名的莧菜鏟除，再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘或鉛超量吸收和積累前三名的莧菜品種，在采收期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，計算每種莧菜鎘、鉛的平均含量，按照鎘、鉛的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種。 (6)再在污染土壤中重新種植篩選出的對鎘、鉛超量吸收和積累最大的莧菜品種。 (7)當超量吸收和積累最大的莧菜生長至0.1-0.3米時收割莧菜下部成熟的葉子，維持莧菜其它部位的正常生長，通過不斷地成長、收割，使莧菜在一個生長季節(jié)獲得盡量多的收割量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，其特征在于:所述剩余污泥的施用量可在篩選莧菜的最佳品種后通過施用不同剩余污泥的用量，對比莧菜的生長狀態(tài)來確定最佳施用量；或者在篩選莧菜的最佳品種的過程中通過施用不同剩余污泥的用量，對比莧菜的生長狀態(tài)來確定最佳施用量。
3.如權(quán)利要求1所述的一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，其特征在于:所述施用的土壤促進劑的篩選過程具體包括: ①在翻耕的過程中施用不同種類的土壤促進劑； ②種植篩選出來的最佳品種的莧菜； ③在收獲期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，篩選出鎘、鉛吸收和積累量最大的土壤促進劑； ④在翻耕的過程中施用篩選出來的不同劑量的土壤促進劑，在收獲期收割莧菜，實驗分析莧菜的莖、葉部位中鎘、鉛的含量，確定土壤促進劑的最佳施用量。
4.如權(quán)利要求1所述的一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，其特征在于:種植的莧菜品種盡量選擇鄉(xiāng)土物種，這樣成本低、效率高。
5.如權(quán)利要求1所述的一種降低土壤中鎘、鉛含量的技術(shù)，其特征在于:篩選莧菜品種時，可分開單獨實驗分析莧菜的莖葉部位中鎘(鉛)的含量，計算每種莧菜鎘(鉛)的平均含量，按照鎘(鉛)的平均含量從大到小的順序排列，篩選出鎘(鉛)超量吸收和積累前三名的莧菜品種；或者實驗分析莧菜的莖葉部位中鎘與鉛的含量之和，計算每種莧菜鎘與鉛含量之和的平均值，按照鎘與鉛含量之和的平均值從大到小的順序排列，篩選出鎘與鉛含量之和前三名的莧菜 品種。
【文檔編號】B09C1/00GK103909088SQ201410158916
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】萬玉山, 黃利, 李定龍, 楊彥 申請人:常州大學