本发明属于重金属污染农田土壤修复技术领域，具体为一种铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法。
背景技术：
铜是生物正常生长发育所必需的微量元素，但过量的铜会干扰动植物和人的正常生理功能。矿山的开发，工业“三废”的排放，城市生活垃圾、污泥及含铜农药的不合理使用，都会造成土壤特别是农田土壤中的铜含量急剧增加。农作物再吸收土壤中的铜，并经食物进入人体危害人类健康。铜污染是土壤重金属污染中最普遍的一种，针对目前存在的土壤重金属污染情况，常规的修复手段主要是固化、淋洗、水泥窑协同处置、植物修复等技术措施。其中，固化、水泥窑协同处置技术能耗大、成本高；淋洗技术要消耗大量淋洗剂，且淋洗不当易形成二次污染；植物修复虽环境友好不存在二次污染，成本较低，但处理时间较长，修复效率相对低下。
基于上述现有技术中对土壤中铜污染修复方法的不足，本发明提出一种铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法。
一种铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法，包括以下步骤：
s1：对待修复农田进行犁田，并将石块、杂草剥离土地，然后将农田表面土壤找平，并将重金属吸附棒插入土壤中，相邻两重金属吸附棒的间距为20～25cm；
s2：插完重金属吸附棒后向修复农田中灌入清洁水源，当农田表层水浸入农田后，再向农田中灌入清洁水源，反复操作，并保持淹没状态8～12d；
s3：将农田中残留的水排干，待农田10～20cm土层落干，向农田中均匀抛洒石灰粉，充分翻耕混合，并且每3～5d翻耕一次，每次翻耕深度保持在25～35cm，持续翻耕18～22d，即完成铜污染农田稳定化-田间管控联合的修复。
优选地，所述重金属吸附棒的材质为凹凸棒石。
优选地，所述凹凸棒石的比表面积为150～180m2/g，所述凹凸棒石中凹土的含量在75%以上。
优选地，所述重金属吸附棒的尺寸为：长度为35～45cm，直径为4～6cm。
优选地，所述s2步骤中的淹没状态是指清洁水源没过农田表层土壤1～2cm。
优选地，所述石灰粉的添加量为110～130kg/亩，石灰粉的抛洒速度为3～5g/min之间。
凹凸棒石，又称坡缕石（palygorskite）或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其结构属2：1型粘土矿物，在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。
本发明提出的铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法，针对重金属铜污染农田土壤，采用先添加凹凸棒石材质的重金属吸附棒，后添加石灰粉组成稳定化模式，同时配合田间管理措施进行联合修复处理，避免了单一修复技术的局限性，同时对修复成本和时间进行有效控制，操作简便，经田间试验表明，可使农田土壤中有效铜含量降低80%以上，为铜污染农田土壤的修复开辟了一种新的途径。
具体实施方式
本发明提供的一种铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法，包括以下步骤：
s1：对待修复农田进行犁田，并将石块、杂草剥离土地，然后将农田表面土壤找平，并将重金属吸附棒插入土壤中，相邻两重金属吸附棒的间距为20～25cm；
s2：插完重金属吸附棒后向修复农田中灌入清洁水源，当农田表层水浸入农田后，再向农田中灌入清洁水源，反复操作，并保持淹没状态8～12d；
s3：将农田中残留的水排干，待农田10～20cm土层落干，向农田中均匀抛洒石灰粉，充分翻耕混合，并且每3～5d翻耕一次，每次翻耕深度保持在25～35cm，持续翻耕18～22d，即完成铜污染农田稳定化-田间管控联合的修复。
优选地，所述重金属吸附棒的材质为凹凸棒石。
凹凸棒石，又称坡缕石（palygorskite）或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其结构属2：1型粘土矿物，在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。
优选地，所述凹凸棒石的比表面积为150～180m2/g，所述凹凸棒石中凹土的含量在75%以上。
优选地，所述重金属吸附棒的尺寸为：长度为35～45cm，直径为4～6cm。
优选地，所述s2步骤中的淹没状态是指清洁水源没过农田表层土壤1～2cm。
优选地，所述石灰粉的添加量为110～130kg/亩，石灰粉的抛洒速度为3～5g/min之间。
本发明提出的铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法，针对重金属铜污染农田土壤，采用先添加凹凸棒石材质的重金属吸附棒，后添加石灰粉组成稳定化模式，同时配合田间管理措施进行联合修复处理，避免了单一修复技术的局限性，同时对修复成本和时间进行有效控制，操作简便，经田间试验表明，可使农田土壤中有效铜含量降低80%以上，为铜污染农田土壤的修复开辟了一种新的途径。
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
选取试验基地，试验土壤的基本理化性质为：有机质为19.12g/kg，全氮为0.76g/kg，碱解氮为52.8mg/kg，有效磷为32.7mg/kg，速效钾为150mg/kg；土壤中有效铜含量为184.3mg/kg，试验大田选取面积约为2亩，分为对照和联合修复2个处理，每个处理设4个重复。
联合修复使用本发明提出的铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法进行修复处理，具体操作步骤如下：
s1：对待修复农田进行犁田，并将石块、杂草剥离土地，然后将农田表面土壤找平，并将重金属吸附棒插入土壤中，相邻两重金属吸附棒的间距为25cm，所述重金属吸附棒的材质为凹凸棒石，所述凹凸棒石的比表面积约为160m2/g，所述凹凸棒石中凹土的含量在75%以上，所述重金属吸附棒的尺寸为：长40cm，直径为5cm；
s2：插完重金属吸附棒后向修复农田中灌入清洁水源，当农田表层水浸入农田后，再向农田中灌入清洁水源，反复操作，并保持清洁水源没过农田表层土壤1～2cm，保持10d；
s3：将农田中残留的水排干，待农田10～20cm之间的土层落干，向农田中均匀抛洒石灰粉，所述石灰粉的添加量为120kg/亩，石灰粉的抛洒速度控制在5g/min，充分翻耕混合，并且每4d翻耕一次，每次翻耕深度保持在25～35cm，持续翻耕20d，即完成铜污染农田的修复。
对照处理田间水分管理与联合修复处理田间管理措施一致，区别
在于对照处理区域内土壤不进行凹凸棒石和石灰的添加。
实施例二
试验土壤基本理化性质为：有机质为21.14g/kg，全氮为0.81g/kg，碱解氮为54.1mg/kg，有效磷为30.6mg/kg，速效钾为120mg/kg；土壤中有效铜含量为182.5mg/kg，试验大田选取面积约为2亩，分为对照和联合修复2个处理，每个处理设4个重复。
联合修复使用本发明提出的铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法进行修复处理，具体操作步骤如下：
s1：对待修复农田进行犁田，并将石块、杂草剥离土地，然后将农田表面土壤找平，并将重金属吸附棒插入土壤中，相邻两重金属吸附棒的间距为20cm，所述重金属吸附棒的材质为凹凸棒石，所述凹凸棒石的比表面积为160m2/g，所述凹凸棒石中凹土的含量在75%以上，所述重金属吸附棒的尺寸为：长45cm，直径为4cm；
s2：插完重金属吸附棒后向修复农田中灌入清洁水源，当农田表层水浸入农田后，再向农田中灌入清洁水源，反复操作，并保持清洁水源没过农田表层土壤1～2cm，保持12d；
s3：将农田中残留的水排干，待农田10～20cm土层落干，向农田中均匀抛洒石灰粉，所述石灰粉的添加量为110kg/亩，石灰粉的抛洒速度控制在4g/min，充分翻耕混合，并且每4d翻耕一次，每次翻耕深度保持在25～35cm，持续翻耕20d，即完成铜污染农田的修复。
对照处理田间水分管理与联合修复处理田间管理措施一致，区别在于对照处理区域内土壤不进行凹凸棒石和石灰的添加。
实施例三
试验土壤基本理化性质为：有机质为20.08g/kg，全氮为0.78g/kg，碱解氮为53.3mg/kg，有效磷为28.3mg/kg，速效钾为134mg/kg；土壤中有效铜含量为176.2mg/kg，试验大田选取面积约为2亩，分为对照和联合修复2个处理，每个处理设4个重复。
联合修复使用本发明提出的铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法进行修复处理，具体操作步骤如下：
s1：对待修复农田进行犁田，并将石块、杂草剥离土地，然后将农田表面土壤找平，并将重金属吸附棒插入土壤中，相邻两重金属吸附棒的间距为25cm，所述重金属吸附棒的材质为凹凸棒石，所述凹凸棒石的比表面积为160m2/g，所述凹凸棒石中凹土的含量在75%以上，所述重金属吸附棒的尺寸为：长40cm，直径为5cm；
s2：插完重金属吸附棒后向修复农田中灌入清洁水源，当农田表层水浸入农田后，再向农田中灌入清洁水源，反复操作，并保持清洁水源没过农田表层土壤1～2cm，保持10d；
s3：将农田中残留的水排干，待农田10～20cm土层落干，向农田中均匀抛洒石灰粉，所述石灰粉的添加量为130kg/亩，石灰粉的抛洒速度控制在5g/min，充分翻耕混合，并且每4d翻耕一次，每次翻耕深度保持在25～35cm，持续翻耕22d，即完成铜污染农田的修复。
对照处理田间水分管理与联合修复处理田间管理措施一致，区别在于对照处理区域内土壤不进行凹凸棒石和石灰的添加。
实施例四
试验土壤基本理化性质为：有机质为20.47g/kg，全氮为0.79g/kg，碱解氮为51.5mg/kg，有效磷为31.0mg/kg，速效钾为143mg/kg；土壤中有效铜含量为191.3mg/kg，试验大田选取面积约为2亩，分为对照和联合修复2个处理，每个处理设4个重复。
联合修复使用本发明提出的铜污染农田稳定化-田间管控联合修复方法进行修复处理，具体操作步骤如下：
s1：对待修复农田进行犁田，并将石块、杂草剥离土地，然后将农田表面土壤找平，并将重金属吸附棒插入土壤中，相邻两重金属吸附棒的间距为20cm，所述重金属吸附棒的材质为凹凸棒石，所述凹凸棒石的比表面积为160m2/g，所述凹凸棒石中凹土的含量在75%以上，所述重金属吸附棒的尺寸为：长40cm，直径为4cm；
s2：插完重金属吸附棒后向修复农田中灌入清洁水源，当农田表层水浸入农田后，再向农田中灌入清洁水源，反复操作，并保持清洁水源没过农田表层土壤1～2cm，保持8d；
s3：将农田中残留的水排干，待农田10～20cm土层落干，向农田中均匀抛洒石灰粉，所述石灰粉的添加量为120kg/亩，石灰粉的抛洒速度控制在5g/min，充分翻耕混合，并且每3d翻耕一次，每次翻耕深度保持在25～35cm，持续翻耕18d，即完成铜污染农田的修复。
对照处理田间水分管理与联合修复处理田间管理措施一致，区别在于对照处理区域内土壤不进行凹凸棒石和石灰的添加。
综上所述，本发明实施例一～四中对照处理田间水分管理与联合修复处理田间管理措施一致，区别在于对照处理区域内土壤不进行凹凸棒石和石灰的添加。
联合修复处理结束后对实施例一和实施例二中各处理平行重复处理区分别取样，取样方式为单一处理单一重复区域土壤对角线采样后混合成一个混合平行样，即每个处理采集4个混合平行样。分别测定各土壤样品中有效铜含量，结果取均值，统计如下：
根据检测结果，采用本发明设计的修复方法，有效态铜含量显著降低，稳定化效率最高可达63.1%，显著高于对照处理稳定化效率20.6%。可见通过吸附固定材料进行稳定化处理，结合农田传统田间管控措施，可显著降低污染农田土壤中有效铜含量，有效控制土壤中重金属被植物吸收富集的迁移途径，拓展了重金属污染农田土壤修复的新方向。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。