一种土壤重金属Pb的去除方法与流程

本发明属于土壤重金属污染的治理领域，具体涉及一种土壤重金属Pb的去除方法。

背景技术：

近年来，随着我国人口的快速增加、工业的迅猛发展，加之化肥与农药普遍施用，使大量重金属污染物流入土壤中，导致了十分严重的土壤重金属污染。在我国，土壤重金属Pb、Cd、Hg、As等污染十分严重，给人们的健康造成了严重的威胁。如何有效地治理土壤重金属污染已成为国内外学者关注的重点与难点问题。

常用的土壤重金属污染治理方法有物理方法、化学方法、生物方法及工程手段等(如蒸汽浸提修复、化学淋洗修复、微生物修复、植物修复、换土法)。主要原理是使重金属污染物钝化降低其生物有效性、水溶性及扩散性达到降低或消除土壤重金属危害的目的。Pu等在《Environmental Pollution》第159期P762-768“Strategies for enhancing the phytoremediation of cadmium-contaminated agricultural soils by Solanumnigrum L”中研究发现通过双季栽培即可提高龙葵的生物产量，还可借助龙葵修复重金属Cd污染的土壤，其植物修复率比相应研究提高了9.1％；邓红侠等在《农业环境科学学报》第34卷第3期P461-470“皂苷与EDTA复合淋洗污染塿土中Cu、Pb的效果研究”中采用振荡和柱淋洗方法，选用生物表面活性剂皂苷和螯合剂EDTA作淋洗剂，探讨了EDTA、皂苷及其复合液对土壤中重金属Cu、Pb的淋洗效果，结果发现：EDTA浓度为0.5、1.0mmol·L-1时与不同质量浓度皂苷复合振荡淋洗Cu、Pb时可产生协同作用，对Pb的协同作用尤为明显；张清海等在《食品科学》第34卷第8期P212-215“贵州云雾茶园土壤高含量重金属和砷在茶叶中的积累与浸出特征”中选择贵州省云雾土壤高含量重金属和砷茶园，采集了土壤和茶叶样品各46个，对土壤-茶叶-茶汤系统重金属和砷进行分析，结果表明：茶叶对不同土壤重金属和砷的富集能力为Cu＞Cd＞Hg＞Pb＞Cr＞As。

上述方法对土壤的重金属污染均具有一定的修复效果，其中植物修复方法由于成本低、不存在环境污染、绿化环境等特点更受研究与应用的青睐，是钝化或清除环境中污染物的一门环境治理新技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种土壤重金属Pb的去除方法，利用盐生草吸附土壤中的重金属Pb。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

1)取粉煤灰与城市污泥按照体积比1：(2～6)混合，得到混合物，将混合物充分搅拌后进行磁化处理，得到磁化肥；

2)在受重金属Pb污染的土壤中施加磁化肥；然后撒播盐生草种子，播种量40～80g/m²；

3)盐生草自然生长至成熟后收取其全部植株，连续种植，直至土壤中Pb含量达到标准为止，完成土壤重金属Pb的去除。

进一步地，步骤1)中混合物经过烘干和制粉，测定粉末中氮、磷和钾的总含量，在氮、磷和钾的总含量≥15％时进行磁化处理。

进一步地，步骤1)中混合物经可调式永磁磁化处理机进行磁化处理。

进一步地，步骤2)中在距离地面5～15cm处施加磁化肥。

进一步地，步骤2)中磁化肥的施加量为50～70g/m²。

进一步地，步骤3)中收取的盐生草植株粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后作为磁化肥原料。

进一步地，步骤3)中的标准为GB15618-1995一级标准。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种土壤重金属Pb的去除方法，研究发现盐生草是重金属Pb的耐受物种，当土壤中重金属Pb的浓度严重超标时，盐生草仍能正常生长，且其地上部分植物体内Pb含量超过150mg/kg，具有生物量较大、地上部分对Pb的吸收总量较高，对Pb耐受性较强的特点。同时在盐生草种植区域施加自制磁化肥，一方面提供作物生长所必须养分，另一方面借助磁化肥特有的性质聚集土壤中重金属Pb，以便于盐生草吸收，达到土壤中重金属Pb去除的目的。本发明利用研究发现的具有较强重金属Pd吸附能力的植物联合化学方法，修复重金属Pd污染的土壤，方法具有效果好、成本低、不存在二次污染、可控性强等特点。

进一步地，本发明对成熟的盐生草进行全部收割，通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬用来提取重金属Pb，通过连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。该技术易掌握及推广，成本低且具有一定的附加值，残渣通过密闭焚烧，少量灰烬提取重金属Pb后可作为本项目中磁化肥原料，既不会污染环境，又可实现废物的资源化利用。

【附图说明】

图1是本发明实施例1重金属Pd平均含量的变化图。

图2是本发明实施例1连续7年土壤重金属Pd含量的变化图。

图3是本发明实施例2重金属Pd平均含量的变化图。

图4是本发明实施例2连续6年土壤重金属Pd含量的变化图。

图5是本发明实施例3重金属Pd平均含量的变化图。

图6是本发明实施例3连续7年土壤重金属Pd含量的变化图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明制备方法通过如下步骤进行的：

1)取粉煤灰与城市污泥按照体积比1:2～1:6充分混合，除去浮杂，烘干，制粉，测试粉末氮、磷、钾总含量，保证氮、磷、钾总含量≥15％，不足者，相应加入尿素、过磷酸钙、盐生草灰。将上述混合物充分搅拌，再经可调式永磁磁化处理机对混合物进行磁化处理，得磁化肥，装袋、备用；

2)通过监测，确定受重金属Pb污染的区域及该区域土壤中Pb含量，在该区域距离地面5～15cm施加(1)中制得的磁化肥，施加量50～70g/m²；然后在春天或是温度在15～35℃的季节，在地面和磁化肥之间的土壤层中撒播盐生草种子，播种量40～80g/m²，播种量视土壤中重金属Pb的浓度大小，浓度大要增加播种量。

3)盐生草在适宜的自然条件下成熟后收取其植株全部，粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后可作为(1)中磁化肥原料；连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。

本发明技术方法中利用植物去除或减轻土壤中重金属铅(Pb)污染，主要通过盐生草对土壤重金属Pb的吸收及自制磁化肥强化这种吸收去除土壤重金属Pb污染，具有新颖、独特、环保、附加效益显著、易操作等特点。

下面通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

1)取粉煤灰与城市污泥按照体积比1:2充分混合，除去浮杂，烘干，制粉，测试粉末氮、磷、钾总含量，保证氮、磷、钾总含量≥15％，不足者，相应加入尿素、过磷酸钙、盐生草灰。将上述混合物充分搅拌，再经可调式永磁磁化处理机对混合物进行磁化处理，得磁化肥，装袋、备用；

2)通过监测，确定受重金属Pb污染的区域及该区域土壤中Pb含量，在该区域距离地面5cm施加(1)中制得的磁化肥，施加量50g/m²；然后撒播盐生草，播种量40g/m²，播种量视土壤中重金属Pb的浓度大小，浓度大要增加播种量。

3)盐生草在适宜的自然条件下成熟后收取其植株全部，粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后可作为(1)中磁化肥原料；连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。

定期对不同层次采样，进行重金属Pb含量分析。

去除效果：见图1、图2。

图1、图2显示：随着时间的推移，重金属Pb在盐生草中的平均含量逐渐增加，土壤中的对应含量则逐渐降低。当盐生草成熟时，土壤中的重金属Pb含量由500.1mg/kg降到了350.5mg/kg。用该法连续种植7年，土壤重金属pb含量可达到GB15618-1995一级标准(Pb≤35mg/kg)。

实施例2

1)取粉煤灰与城市污泥按照体积比1:3充分混合，除去浮杂，烘干，制粉，测试粉末氮、磷、钾总含量，保证氮、磷、钾总含量≥15％，不足者，相应加入尿素、过磷酸钙、盐生草灰。将上述混合物充分搅拌，再经可调式永磁磁化处理机对混合物进行磁化处理，得磁化肥，装袋、备用；

2)通过监测，确定受重金属Pb污染的区域及该区域土壤中Pb含量，在该区域距离地面7.5cm施加(1)中制得的磁化肥，施加量55g/m²；然后撒播盐生草，播种量50g/m²，播种量视土壤中重金属Pb的浓度大小，浓度大要增加播种量。

3)盐生草在适宜的自然条件下成熟后收取其植株全部，粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后可作为(1)中磁化肥原料；连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。

定期对不同层次采样，进行重金属Pb含量分析。

去除效果：见图3、图4。

图3、图4显示：随着时间的推移，重金属Pb在盐生草中的平均含量逐渐增加，土壤中的对应含量则逐渐降低。当盐生草成熟时，土壤中的重金属Pb含量由499.8mg/kg降到了322.3mg/kg。用该法连续种植6年，土壤重金属pb含量可达到GB15618-1995一级标准(Pb≤35mg/kg)。

实施例3

1)取粉煤灰与城市污泥按照体积比1:4充分混合，除去浮杂，烘干，制粉，测试粉末氮、磷、钾总含量，保证氮、磷、钾总含量≥15％，不足者，相应加入尿素、过磷酸钙、盐生草灰。将上述混合物充分搅拌，再经可调式永磁磁化处理机对混合物进行磁化处理，得磁化肥，装袋、备用；

2)通过监测，确定受重金属Pb污染的区域及该区域土壤中Pb含量，在该区域距离地面10cm施加(1)中制得的磁化肥，施加量60g/m²；然后撒播盐生草，播种量60g/m²，播种量视土壤中重金属Pb的浓度大小，浓度大要增加播种量。

3)盐生草在适宜的自然条件下成熟后收取其植株全部，粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后可作为(1)中磁化肥原料；连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。

定期对不同层次采样，进行重金属Pb含量分析。

去除效果：见图5、图6。

图5、图6显示：随着时间的推移，重金属Pb在盐生草中的平均含量逐渐增加，土壤中的对应含量则逐渐降低。当盐生草成熟时，土壤中的重金属Pb含量由499.5mg/kg降到了380.1mg/kg。用该法连续种植7年，土壤重金属Pb含量可达到GB15618-1995一级标准(Pb≤35mg/kg)。

实施例4

取粉煤灰与城市污泥按照体积比1:5充分混合，除去浮杂，烘干，制粉，测试粉末氮、磷、钾总含量，保证氮、磷、钾总含量≥15％，不足者，相应加入尿素、过磷酸钙、盐生草灰。将上述混合物充分搅拌，再经可调式永磁磁化处理机对混合物进行磁化处理，得磁化肥，装袋、备用；通过监测，确定受重金属Pb污染的区域及该区域土壤中Pb含量，在该区域距离地面12.5cm施加制得的磁化肥，施加量65g/m²；然后撒播盐生草，播种量70g/m²，播种量视土壤中重金属Pb的浓度大小，浓度大要增加播种量；盐生草在适宜的自然条件下成熟后收取其植株全部，粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后作为磁化肥原料；连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。

实施例5

取粉煤灰与城市污泥按照体积比1:6充分混合，除去浮杂，烘干，制粉，测试粉末氮、磷、钾总含量，保证氮、磷、钾总含量≥15％，不足者，相应加入尿素、过磷酸钙、盐生草灰。将上述混合物充分搅拌，再经可调式永磁磁化处理机对混合物进行磁化处理，得磁化肥，装袋、备用；通过监测，确定受重金属Pb污染的区域及该区域土壤中Pb含量，在该区域距离地面15cm施加制得的磁化肥，施加量70g/m²；然后撒播盐生草，播种量80g/m²，播种量视土壤中重金属Pb的浓度大小，浓度大要增加播种量；盐生草在适宜的自然条件下成熟后收取其植株全部，粉碎后通过微生物降解发酵制乙醇，残渣集中密闭焚烧，灰烬提取重金属Pb后可作为磁化肥生产原料；连续种植，直至土壤中Pb含量达到土壤质量一级标准为止。定期对不同层次采样，进行重金属Pb含量分析。

上述方法用较低的成本即可去除土壤重金属Pb的污染，同时种植的盐生草还具有显著的环保绿化效应，成熟的盐生草用来开发生物燃料，又带来较高的附加值，经过连续种植6-7年，土壤重金属Pb的含量即可达到GB15618-1995一级标准(Pb≤35mg/kg)。

以上述及内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。