一种土壤修复颗粒及其制备和使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种土壤修复颗粒及其制备和使用方 法。
【背景技术】
[0002] 土壤污染种类很多，危害严重，尤其是重金属土壤污染，具有隐蔽性、长期性、富集 性、不可降解性等特点，一旦形成很难清除，对生态系统和人体健康均造成严重危害。
[0003] 重金属污染土壤修复现状：目前世界上常用物理、化学和生物修复方法，其中物理 和化学修复法，虽然见效较快，但工程量大，成本高，往往改变了土壤的理化性质，降低土壤 的肥力，并有可能造成二次污染。
[0004] 在生物修复方法中，植物修复法是目前研究较多，也是最具发展前景的方法。
[0005] 植物修复法是通过植物发达的根系，从土壤中提取并累积重金属的过程，来移除 土壤中的重金属，这当中主要依靠一些可耐受高量重金属的植物物种，即重金属积累植物。
[0006] 重金属积累植物，它们一般在自然状态下生长的速度比较缓慢，生物量小，大多为 野生植物，有自己的适应地域界限，另外，受重金属污染的土壤，重金属会抑制土壤微生物 正常繁殖，使土壤微生态环境遭到破坏，肥力严重下降，不利于植物生长，因此常规植物修 复，一般是修复进度缓慢，修复周期长。
[0007] 在实践中，复杂的土壤环境和植物适应性之间的矛盾，往往会限制修复效率，甚至 无法实现植物修复功能。因此必须采取先进的技术方案来实现和加强植物修复功能，即保 证积累植物成活繁殖，并有效促进所选修复植物快速生长，提高生物量，加大重金属的吸收 贮存量，从而缩短修复时间和周期，提高修复效率，为解决上述问题提供了本技术发明。
【发明内容】
[0008] 本发明提供了 一种土壤修复颗粒及其制备和使用方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供以下技术方案，其包含以下步骤。
[0010] 第一步、制备土壤修复颗粒： 所述土壤修复颗粒制备方法，包括以下步骤： A、 备料：选择一种或多种植物类的有机物料粉碎，作为备用物料，特征在于，所述植物 类的有机物料，包括植物体的根、茎、叶、花、果、实所有部份及其加工后的产物； B、 制作培养基：将所述备用物料中添加辅料，按每100kg加辅料：蛋白粉8kg、维生素 10g、骨粉2kg、葡萄糖2kg、硫酸镁（MgSO4) 0.5kg、磷酸二氢钾（KH2PO4 )0.75kg、磷酸氢 二钾（K2HPO4 )0.75kg，在搅拌中喷淋洁净水，均匀湿透，调整水分为60%左右，然后室温起 始发酵，料温达到55~60°C时翻料散热，继续发酵，如此反复3~5次，物料颜色均匀变深 质地柔软即可停止发酵，转入高压灭菌锅灭菌，灭菌后的物料降至室温，从而得到培养基； C、 接种发酵：将所述培养基，转入发酵床，接种一种或几种真菌菌种，接种量为所述培 养基干基的1~10% (重量百分比)，培养15~30天，菌体发育成熟，将所述培养基连同所 述菌体一同收集、烘干、粉碎，从而得到培养基料，贮存备用，特征在于，所述真菌菌种包括 各类蕈类、霉菌和酵母； D、培养基料再次发酵：向所述培养基料里同时缓慢等量加入0. 5mol/L的苛性钾（KOH)和2mol/L的氨（NH3 ?H2O)二种溶液，不断翻拌，当PH值达到10~12时，停止加入，密封保 持室温反应24~72小时后，添加10~20%饼柏粉、8~10%玉米粉混合发酵，调PH值至 7~7. 5,起始温度保持20°C以上，采用兼氧发酵，10~15天后结束发酵，从而制得所述的 土壤修复颗粒，特征在于，所述颗粒是足够多的原子和分子的聚合体，包括大颗粒、中颗粒、 微颗粒、浆液颗粒或他们的混合体。
[0011] 第二步、将土壤修复颗粒加入到含有一种或多种重金属污染土壤： 可以通过任何便利的方式将所述的颗粒加入到所述土壤。本发明优选的，将所述颗粒 均匀加入到土壤表层，可以通过翻耕靶地来实现均匀混合，从而使所述的重金属污染被所 述的颗粒结合并暂时固定，所述颗粒其组份中的分子中具有大量的阴离子基团，含有两个 或更多供电子基团，且同时与一个重金属中心离子形成结合环，成环作用会使结合物比组 成和结构相近的非结合配位化合物的稳定性高出很多，所述颗粒对土壤中的金属离子具有 极强的捕捉能力和分散效果。能与Hg2+、Pb2+、Cd2+、Sn2+、Pd2+、Cu2+、Al3+、Co2+、 Zn2+、Tl3+、、In3+、Cr3+、Th4+、Be2+、Sc3+等多种多价金属离子在相当宽的pH值 范围内发生结合作用，使重金属离子形成较稳定的有机结合而解毒。同时可减少或避免重 金属淋溶、渗滤等污染地下水源。由于所述的重金属污染被所述颗粒结合并暂时固定，从而 缓解重金属对植物毒害压力，使所述植物生理活动受到一定程度的保护，因此得以生存和 快速繁育。
[0012] 第三步、在所述土壤上繁殖植物： 所述植物其中包括：所述土壤中优选的自然生长出来的本地植物，其次是人工引进的 外来植物物种，根据达尔文的进化理论，从生物与环境相互作用的观点出发，认为生物的变 异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变，说明生物的变异一定是沿着适应环境 的方向改变的，虽然用于所述土壤繁殖的植物可以是任何适合的类型，但本发明优先选择 所属植物对于所述土壤位置来说是本地生的。世界上具有金属富集性的天然植物不断被发 现，尤其在污染的土壤上也能发现他们踪影，因此可以通过选择生长在污染土壤上的，对本 污染重金属种类具有特别高的耐受的植物，来优化本发明所述的方法，在本发明所述的方 法中可以使用一种或多种重金属积累植物品种混合种植。只是在必要时引种外来物种，当 然了这或多或少存在着对本地生态潜在风险。
[0013] 其中所述植物选自重金属积累植物、重金属超积累植物。
[0014] 其中包括：酸模叶料、龙葵、反枝苋、野艾蒿、柳叶刺寥、籽粒苋、茼麻、向日葵、玉 米、商梁等。
[0015] 由于所述土壤修复颗粒加入所述土壤，随着所述颗粒不断降解和缓慢释放，其携 带所结合的重金属作为营养成分逐步被植物通过根部吸收并从根部向地上部运转，另外， 所述颗粒加入土壤后，能够使土壤中有益微生物如放线菌数量数十倍的增长，促进除重金 属之外的其他的土壤有机污染物的降解，改善壤微生态环境，形成良好的土壤团粒结构，改 良土壤，恢复地力，提高肥力，有效促进所述植物快速生长，增大生物量，加大重金属的吸收 贮存量，从而缩短修复时间和周期。
[0016]第四步、采收所述植物： 所述植物成熟后，连同根部一起收获，打包集中运往处理厂集中处理，对所述土壤进行 重金属含量检测，如果没有达到目标值，要继续按照本方法进行修复(继续循环加入所述颗 粒种植收获所述植物)，直到所述土壤重金属含量值达到允许范围内，结束修复，恢复其正 常用途。
[0017]第五步、重金属积累植物固化处理： 将所述植物切段(长3-4cm)加入蒸球，处理温度130~140°C，时间2. 0~3. 0小时， 亚硫酸铵用量8~12%，采用氢氧化钠用量3~4%为缓冲剂进行化学处理，挤压过滤， 使纤维与浆液分离(纤维洗涤后用于造纸)。此时浆液中含有大量的重金属，把浆液与粘土、 粉煤灰混合，制成砖坯，装入焙烧，窑经1000-1200°C烧制成砖，所述重金属被化合固定，溶 出率及其微小，不会造成二次污染。
[0018] 本发明所使用的术语"重金属污染土壤"指由重金属元素或其化合物造成的土壤 环境污染。因人类活动导致土壤环境中的