本發(fā)明屬于Hg污染土壤修復(fù)領(lǐng)域,具體涉及一種植物修復(fù)農(nóng)田Hg污染土壤的方法。
背景技術(shù):
汞是一種對環(huán)境危害較大、人體非必需的元素。自工業(yè)化以來的大規(guī)模人類活動,導(dǎo)致了大量的汞排入到環(huán)境中。伴隨著金礦等開采,導(dǎo)致了周圍土壤和水體的嚴(yán)重汞污染,含汞廢棄物仍在不斷增加。在我國,隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長和城市化的不斷提高,全國范圍內(nèi)汞污染土壤問題十分嚴(yán)峻,尤其對農(nóng)田土壤造成了嚴(yán)重危害。典型地區(qū)的調(diào)查結(jié)果表明,汞污染土壤對水環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成了顯著威脅。由于進(jìn)入農(nóng)田土壤中的無機汞,可以在硫酸鹽還原菌或化學(xué)作用下,轉(zhuǎn)化為毒性更大,能通過食物鏈產(chǎn)生生物放大效應(yīng)的甲基汞,進(jìn)而可以導(dǎo)致汞的生物累積效應(yīng)的發(fā)生。因此,農(nóng)田土壤汞污染物尤其是甲基汞,還將會通過食物鏈而影響植物、動物,最終威脅人類的健康。目前,如何解決汞污染農(nóng)田土壤問題以及污染土壤的修復(fù),已成為世界各國一項十分緊迫的任務(wù)。
許多國家都投入大量的人力、物力研究清楚農(nóng)田土壤汞污染的途徑。傳統(tǒng)修復(fù)方法有土壤挖掘、填埋,土壤清晰以及通過物理化學(xué)技術(shù)進(jìn)行固化、提取等。但這些方法效率低、成本高,同時還破壞了土壤原有的生物環(huán)境。不利于農(nóng)田土壤的后續(xù)利用。
利用綠色植物來原位修復(fù)土壤污染的技術(shù)日漸興起。與傳統(tǒng)的化學(xué)修復(fù)、物理和工程修復(fù)等技術(shù)手段相比,它具有投資低、操作簡便、不造成二次污染以及具有潛在或顯著經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點。植物修復(fù)更適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求,越來越受到各國政府、科技界和企業(yè)界的重視和青睞。從農(nóng)田污染土壤治理的角度,采用植物修復(fù)技術(shù)比較適合國情的土壤污染治理途徑。
汞是一種全球性污染物,目前,汞的植物提取技術(shù)是最有發(fā)展前途的汞污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)。能把具有抵抗汞毒性能力的天然植物應(yīng)用于汞污染土壤的植物修復(fù),即經(jīng)濟(jì)有效,又有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
乳漿大戟(Euphorbia esula Linn.)屬大戟科多年生草本植物。高15~40cm,有白色乳液,莖直立,下部帶淡紫色,短枝或營養(yǎng)枝上的葉密生,長枝或開花的莖上葉互生,頂端鈍、微凹或有細(xì)凸尖。多岐聚傘花序頂生,總苞片對生,半圈形,頂端短尖,蒴果無毛,種子灰褐色或有棕色斑點,長約2mm。花期3-4月,果熟期6-8月。野生于山坡或路旁,我國華東、東北到西南各省區(qū)都有分布。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種植物修復(fù)農(nóng)田Hg污染土壤的方法,該方法簡單方便,易于實施,能夠?qū)κ苤亟饘貶g的農(nóng)田土壤進(jìn)行有效富集,從而起到凈化土壤的作用,實現(xiàn)污染土壤的再生利用,在當(dāng)今耕地面積日益減少,土地污染日益嚴(yán)峻的情況下具有非常突出的社會、經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明提供的植物修復(fù)農(nóng)田Hg污染土壤的方法,包括如下步驟:
1)在Hg污染土壤中施肥,改善土壤肥力;
2)在改善后的土壤中種植乳漿大戟。
優(yōu)選地,步驟1)中施肥量為:有機肥0.5~5噸/畝,尿素20~100kg/畝。
優(yōu)選地,步驟1)中所施肥還包括:磷酸二銨10~50kg/畝,硫酸鉀5~20kg/畝。
更優(yōu)選地,步驟1)中施肥量為:有機肥1噸/畝,尿素50kg/畝,磷酸二銨30kg/畝,硫酸鉀10kg/畝。
優(yōu)選地,乳漿大戟種植時,株距為20~50cm,行距為15~40cm。
優(yōu)選地,乳漿大戟種植時,株距為35cm,行距為25cm。
優(yōu)選地,乳漿大戟種植后每年刈割三茬。
優(yōu)選地,Hg污染土壤修復(fù)土壤的監(jiān)測每年進(jìn)行兩次,分別在種植前和收獲后進(jìn)行,農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行一次監(jiān)測。
優(yōu)選地,乳漿大戟種植后,每畝施氮磷鉀復(fù)合肥50kg和尿素25kg,每月施肥一次;采用大水漫灌方式灌溉,每周灌溉一次,保證土壤不干旱;如遇雨季田塊內(nèi)積水時,需排出積水,避免澇害。
優(yōu)選地,步驟2)后還包括步驟3)乳漿大戟收獲后,將秸稈曬干,焚燒。
本發(fā)明能夠達(dá)到如下技術(shù)效果:
本發(fā)明通過改良土壤肥力,種植富集作物乳漿大戟對污染農(nóng)田的重金屬Hg進(jìn)行富集,從而解決農(nóng)田土壤受重金屬汞含量過高的問題。
采用本發(fā)明的方法,能夠?qū)⑼寥乐械耐寥乐械墓繌?.2-1.5mg/kg降到0.25-0.40mg/kg。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施,但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
1、選取適宜的種植區(qū)。乳漿大戟高15-40cm,有白色乳液,莖直立,下部帶淡紫色,種子灰褐色或有棕色斑點,長約2mm?;ㄆ?-4月,果熟期6-8月。乳漿大戟在華東、東北到西南各省區(qū)均適宜生長。經(jīng)檢測,種植區(qū)土壤中汞含量在1.2-1.5mg/kg。
2、改良土壤,在種子施種前對土壤進(jìn)行施肥改良,肥料的施用量依據(jù)測土配方肥料的方法確定,施肥量為:商品有機肥1噸/畝,尿素50kg/畝,磷酸二銨30kg/畝,硫酸鉀10kg/畝。
3、種植重金屬Hg超累積植物乳漿大戟。
(1)整理土地,將田地整理成種植溝,溝深20-30cm,種植溝每排相連。
(2)乳漿大戟的種植,乳漿大戟種植密度為35cm×25cm。種植密度為種植的植物株距x行距。
(3)施肥,每畝施氮磷鉀復(fù)合肥50kg和尿素25kg,每月施肥一次。
(4)灌溉與排水,采用大水漫灌,每周漫灌一次,保證土壤不干旱。如遇雨季田塊內(nèi)積水時,盡快排出積水,避免澇害。
4、修復(fù)過程監(jiān)測:Hg污染土壤修復(fù)過程土壤的監(jiān)測每年進(jìn)行兩次,分別在種植前和收貨后進(jìn)行,農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行一次監(jiān)測。
5、收獲處理:統(tǒng)一組織植株采收,作物收獲后由農(nóng)民將秸稈送至指定區(qū)域集中焚燒處理。
(1)秸稈刈割,雇傭當(dāng)?shù)剞r(nóng)民進(jìn)行收割,并將秸稈集中曬干。
(2)秸稈焚燒,采用秸稈焚燒爐對壓塊后的秸稈進(jìn)行焚燒,其原理是以空氣為氣化劑,在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣體燃料的過程。依次經(jīng)歷了干燥、熱解、氧化、還原。生物質(zhì)經(jīng)過高溫反應(yīng)后分解成三類產(chǎn)出:可燃煙(主要為CO、H2、CH4等混合氣體)、液體(焦油,也可燃燒)、固體C灰碳。本方案采用的秸稈焚燒爐配備二級活性炭吸附罐尾氣處理系統(tǒng),實施過程中對尾氣進(jìn)行監(jiān)測,采用的秸稈焚燒爐參數(shù)為:
設(shè)備型號:GY-120;
規(guī)格:2000×1500×1700mm;
額定發(fā)熱量:120×104cal;
額定電壓:380v;
送風(fēng)系統(tǒng):2.2kw;
燃燒消耗量:300kg/h。
經(jīng)檢測,采用本發(fā)明種植乳漿大戟一年后,種植區(qū)域土壤中的汞含量從1.2-1.5mg/kg降到了0.25-0.40mg/kg。
以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例,本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。