[發(fā)明專利]一種化學(xué)—蘆竹聯(lián)合生態(tài)修復(fù)礦冶區(qū)多金屬污染土壤的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110430602.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN102513341A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭朝暉;肖細(xì)元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): B09C1/00
• 分類號(hào): B09C1/00;B09C1/08
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 袁靖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)利用領(lǐng)域，涉及一種礦冶區(qū)重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)的方法。

背景技術(shù)

礦產(chǎn)資源對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起重要推動(dòng)作用的同時(shí)，其開采過程中也帶來了嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題。采礦、選別、冶煉活動(dòng)導(dǎo)致礦冶區(qū)土壤、地表地下水重金屬污染。重金屬在土壤、包氣帶和地下水中富集、轉(zhuǎn)化和遷移，或隨著水循環(huán)由土壤遷移至地表水或地下水含水層進(jìn)而污染水環(huán)境，直接或間接影響農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降、土地退化，或通過不同途徑進(jìn)入食物鏈，在食物鏈中累積、放大，直接危及人體健康和生態(tài)安全。我國(guó)金屬礦產(chǎn)共有大中型礦山9000多座、小型礦山26萬座；礦業(yè)區(qū)周邊農(nóng)田、植被、水體等生態(tài)破壞和環(huán)境污染嚴(yán)重，嚴(yán)重影響礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)礦山廢棄地面積達(dá)40000km²，且每年以330km²的速度增長(zhǎng)；規(guī)模以上鉛鋅冶煉廢渣堆場(chǎng)500個(gè)以上，面積達(dá)150萬m²；除礦山廢棄地和冶煉廢渣堆場(chǎng)等嚴(yán)重污染土壤外，中度和輕度重金屬污染的耕地面積近2000萬hm²。礦冶區(qū)重金屬特別是As、Cd、Cu、Pb、Zn等造成的土壤污染問題比較突出，若不能得到及時(shí)有效治理，將對(duì)環(huán)境造成持久、深遠(yuǎn)的影響。

礦冶區(qū)土壤重金屬污染一般為多種重金屬共存，開展礦冶區(qū)土壤中重金屬污染的控制與治理已成為一個(gè)迫切需要解決的環(huán)境問題。目前重金屬污染的治理途徑分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)三種途徑。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)修復(fù)技術(shù)存在破壞土壤結(jié)構(gòu)、改變其理化性質(zhì)使污染土壤修復(fù)后難以利用，容易帶來二次污染以及實(shí)施方式難以為公眾所接受等不足，且不適于大面積實(shí)施。植物修復(fù)重金屬污染土壤技術(shù)具有相對(duì)簡(jiǎn)單、操作容易、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行等優(yōu)點(diǎn)而具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前植物修復(fù)技術(shù)主要以超積累植物為目標(biāo)植物，在實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)超富集植物存在著生長(zhǎng)緩慢、生物量較小等不足，而且通常一種植物只富集一種或幾種重金屬，對(duì)土壤中共存的其它金屬忍耐能力差，從而限制了超富集植物修復(fù)技術(shù)在多金屬污染土壤工程治理方面的應(yīng)用。礦冶區(qū)重金屬污染土壤面廣量大，生態(tài)環(huán)境綜合治理投入大、產(chǎn)出低，進(jìn)行其污染土壤凈化不現(xiàn)實(shí)，比較理想的途徑就是對(duì)礦冶區(qū)土壤重金屬污染進(jìn)行控制，防止其污染擴(kuò)散，同時(shí)適當(dāng)進(jìn)行凈化和生態(tài)恢復(fù)。

蘆竹(Arundo?donax?linn)為多年生草本植物，本課題組自2002年在有色金屬礦冶區(qū)篩選出重金屬耐性植物蘆竹，2003-2005年在溫室條件下開展了連續(xù)3年的盆栽試驗(yàn)。盆栽篩選試驗(yàn)結(jié)果表明，在As?40mg/kg、Cd?12.5mg/kg、Pb?250mg/kg的人為污染土壤上種植70天后，蘆竹生長(zhǎng)幾乎沒有受到影響，蘆竹地上部分生物量干重達(dá)到18.8g/盆，與對(duì)照(19.7g/盆)沒有顯著差異；在As?320mg/kg、Cd?100mg/kg、Pb?2000mg/kg的污染土壤上，蘆竹地上部分生物量干重仍能達(dá)到14.3g/盆，地上部分中As含量達(dá)到1.59mg/kg、Cd含量3.55mg/kg、Pb含量1.33mg/kg，蘆竹表現(xiàn)為較強(qiáng)的耐受性能和抗逆能力(郭朝暉和苗旭峰，2010年)。2004年韓志萍等申請(qǐng)了“蘆竹(Arundo?donax?Linn)植物修復(fù)濕地重金屬污染技術(shù)”(200410055581.5)的專利，認(rèn)為蘆竹是一種修復(fù)汞和鎘污染濕地的較理想植物。目前，還沒有具體通過施用化學(xué)改良劑結(jié)合蘆竹的合理栽培管理措施，實(shí)現(xiàn)礦冶區(qū)重金屬污染土壤的大規(guī)模生態(tài)修復(fù)的公開文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本發(fā)明針對(duì)礦冶區(qū)土壤多金屬污染特點(diǎn)，結(jié)合土壤化學(xué)改良材料，利用重金屬抗逆能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、生物量大的耐性植物蘆竹的合理栽培技術(shù)進(jìn)行礦冶區(qū)多金屬污染土壤大規(guī)模生態(tài)修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)有色金屬礦冶區(qū)As、Cd、Cu、Pb、Zn等多金屬污染土壤，提出了一種化學(xué)-蘆竹聯(lián)合大規(guī)模生態(tài)修復(fù)的方法。

本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：

一種化學(xué)-蘆竹聯(lián)合生態(tài)修復(fù)礦冶區(qū)多金屬污染土壤的方法，包括以下步驟：

1)將礦冶區(qū)多金屬污染的土壤進(jìn)行土地平整；

2)向土壤中施入土壤化學(xué)改良劑，所用的改良劑為鈣鎂磷肥、磷肥、海泡石、膨潤(rùn)土、赤泥、磷石膏、EDTA、檸檬酸、醋酸中的一種或幾種，土壤化學(xué)改良劑的施入量為225-4500kg/ha；

3)選取大小一致的蘆竹種苗、蘆竹塊根或蘆竹莖芽，按照20-50cm×20-50cm的種植密度移栽到多金屬污染土壤中；所述的蘆竹種苗高30-50cm，所述的蘆竹塊根或莖芽長(zhǎng)15-30cm；