本发明涉及污染土壤治理技术领域，具体为一种用于重金属土壤污染的修复方法。
背景技术：
土壤不仅是地球生态圈的重要组成部分，也是人类赖以生存的重要自然资源之一。随着矿产开采、冶炼等工业活动以及污水灌溉、施用污泥和劣质化肥等农业活动的进行，cd，pb等有害重金属不断进入土壤环境中，对正常的生产生活造成污染。因此，治理土壤重金属污染对生态文明的设及人类健康的生活具有重要意义。
土壤重金属污染传统的治理修复方法通常为物理和化学的方法，如稀释和覆土法、玻璃化技术、热处理技术、淋洗法、电化学法等，传统的修复方法虽然治理效果好，历时较短，但都存在许多缺陷。比如传统治理方法的成本高、不易管理、易造成二次污染等等。
植物修复技术指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。目前已经发现很多植物可同时对多种重金属有强大的富集能力，重金属主要包括hg，cd，pb，cr以及类金属as等，环境中的重金属可以被植物吸收，如果进入植物可食部分，将危害人类健康。为避免对人体的暴露风险，近年来选择非食用性经济型作物进行植物修复的研究越来越引起关注，但大多数已报道的植物修复方法效果不显著、见效慢、修复效果不稳定，再加上受到气候、土壤环境的限制，使得这些植物的重金属积累量有限，从而在其应用上受到限制。
微生物修复是利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，从而降低土壤中重金属的毒性。该技术可以使重金属污染物从土壤中去除，对周围环境影响较小，不会产生二次污染，具有的巨大土壤修复潜力。但现有的重金属污染土壤的微生物修复技术存在一定的局限性，如微生物修复持续时间长、见效慢、一般形成络合物降低重金属的危害，并不能将重金属从土壤中除去。
如上所述，为了更好地治理重金属金属污染土壤，急需解决以下技术问题：
1.确定合适的耐性作物，其具有种植难度低、易于管理、适用于大面积污染土壤、生长迅速、生物量大的特点。
2.克服耐性作物的重金属吸收效率低下、重金属修复元素单一、修复时间太长、存活率低的难题。
3.避免重金属污染土壤修复治理过程中改变和破坏土壤结构的情况。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于重金属土壤污染的修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于重金属土壤污染的修复方法，具体包括以下步骤：
(1)、将趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中，接种趋磁细菌，翻耕重金属污染土壤的表层厚10-12cm的土壤，使趋磁细菌培养基、趋磁细菌和重金属污染土壤充分混合；
(2)、培养45-50天，在重金属污染土壤表层3-5cm厚的土壤里添加趋磁细菌液体培养基，并灌溉，使重金属污染土壤保持淹水状态，并在所述重金属污染的土壤上面设置磁场，保持29-34天；
(3)、收集步骤(2)中所述重金属污染土壤表层厚4-6cm的土壤；
(4)、用水淋洗步骤(3)中收集的重金属污染土壤，使趋磁细菌与重金属污染土壤分离进入水溶液中，重复淋洗2-4次，然后将重金属活化菌菌液接种到清洗过的土壤中，将所述土壤填回原处；
(5)、在步骤(4)重金属污染土壤表面均匀撒施土壤调理剂，厚度为1-4cm，其中土壤调理剂的用量为土壤质量的5％-10％，然后喷雾洒水，喷雾洒水所用水的质量为土壤调理剂质量的60％-80％，翻耕均匀，静置5-24h，再次喷雾洒水，用水量为土壤质量的80％-100％，最后将土壤置于自然环境下，在前两个月内避免大雨冲刷；所述土壤调理剂原料按重量百分比计，包括：赤泥20-30％，油菜秸秆粉20-30％，白云石粉5-15％，石灰粉25-35％，硅钙钾肥20-30％，氨基酸1-10％；
(6)、在步骤(5)重金属污染土壤中种植重金属超累积作物，适时农田管理措施；
(7)、在作物籽粒形成后，喷撒重金属阻隔剂，待作物收获；
其中，所述重金属阻隔剂为液态水溶液，成份为na2seo3，含硒量为40mg/l；
所述重金属阻隔剂的配置方法为：每亩称取na2seo34.38g，加水量50l，稀释搅拌均匀，即得重金属阻隔剂；
所述重金属阻隔剂喷施方法为：作物籽粒形成后喷洒，喷撒频率为每半个月喷洒一次，持续1-2个月；
(8)、循环重复执行步骤(1)-步骤(7)，直至土壤中重金属含量达到安全标准。
进一步的，步骤(1)中所述的趋磁细菌的接种比例为每平方米重金属污染的土壤中接种9.0×109-1.0×1010个趋磁细菌。
进一步的，步骤(1)中所述的液体培养基添加量为每平方米重金属污染土壤喷施50-80ml液体培养基；
步骤(2)中所述的液体培养基添加量为每平方米重金属污染土壤喷施30-50ml液体培养基。
进一步的，步骤(2)中磁场方向背离地面向上，磁场强度为200-300高斯。
进一步的，步骤(4)中重金属活化菌菌液包括芽孢杆菌和荧光假单胞菌。
进一步的，所述芽孢杆菌菌液与荧光假单胞菌菌液体积比为1-2:1，每千克淋洗过土壤接种重金属活化菌液100-300ml。
进一步的，所述种植重金属超累积作物以后，每5-7个月向重金属污染土壤中施撒含n、p、k的肥料作为追肥。
进一步的，还包括在步骤(7)之后执行的固化步骤：对重金属污染土壤喷施能鳌合游离态金属的吸附剂，所述吸附剂为腐植酸，且所述腐植酸中增添有石灰。
进一步的，步骤(5)中所种植的重金属超累积作物为以下的a-f中的一种或多种：
a：豆科类超累积植物；
b：非豆科类超累积植物；
c：低矮型超累积植物；
d：非低矮型超累积植物；
e：喜阴超累积植物；
f：喜阳超累积植物。
进一步的，所述豆科类超累积植物是野豇豆、长波叶山蚂蝗或三叶草；
所述低矮型超累积植物是飞机草、东南景天、西洋菜、空心菜或蜈蚣草；
所述非低矮型超累积植物是李氏禾、海州香薷、美人蕉或红花；
所述喜阴超累积植物是东南景天或蜈蚣草；
所述喜阳超累积植物是多花向日葵。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
(1)、趋磁细菌属于革兰氏阴性菌，是专性微好氧、兼性或专性厌氧细菌，具有负趋氧特性，细胞内有沿菌体长轴排列、由膜包被的磁小体颗粒链，在磁场的作用下可以定向运动，而且对重金属有较强的吸附能力；在地磁场的作用下趋磁细菌可以向地下深处移动，由于地磁场的作用力很弱，在土壤表面设置磁场，并通过控制磁场的方向使趋磁细菌集中在小面积内，步骤(2)中灌溉重金属污染土壤的目的是降低土壤表层的含氧量，创造有利于趋磁细菌生存的环境。
(2)、趋磁细菌对重金属离子的吸附是以细胞表面的吸附为主，因此趋磁细菌对重金属的吸附速度很快，在其移动的过程中有效吸附土壤中的重金属，大大降低了土壤中重金属的积累量。
(3)、步骤(4)中得到的淋洗液回收重金属，一方面防止重金属在回到土壤或者水体，另一方面回收的重金属具有很高的附加价值，可以增加收益，趋磁细菌的回收率达到90％以上，淋洗液重金属回收率达到99％以上，有利于重金属污染土壤的修复。
(4)、芽孢杆菌和荧光假单胞菌通过代谢作用能产生多种低分子量的有机酸，如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等，从而直接或间接的影响着土壤中重金属的形态，起到活化重金属的作用，提高植物对重金属的吸收效率。
(5)、采用土壤调理剂钝化重金属、超累积作物阻隔重金属、阻抗剂阻控重金属等三级措施在农田生产全过程中阻控土壤重金属进入农产品，较单一阻控措施更有保障，降低重金属污染农产品风险。
(6)、本发明贯彻了废物利用和循环经济的思想，采用工业废物赤泥和农业废弃物秸秆为调理剂原料，可以消耗大量的固体废弃物。
(7)、本发明选用的重金属阻控剂原料为硒盐，在阻控重金属的同时，有利于提高作物籽粒中硒含量，提高农产品品质。
(8)、通过不同类型植物的搭配和套种，来增强生物样种的多样性，提升耕作层a上的生态环境的稳定性，相互促进植物的生长；具体地，低矮型与非低矮型套种有利于空间的充分利用；豆科类与非豆科类套种有利于通过固氮实现养分自给；喜阳型和喜阴型套种有利于充分利用光照且达到保护喜阴植物作用。
终上所述，本发明运用钝化、植物阻隔、农艺调控三种修复技术组合，做到农田生产全过程阻控重金属进入食物链，降低重金属活性，降低土壤重金属镉活性，阻控重金属镉进入农产品籽粒，提高农产品品质，同时具有投资少、技术要求不高、种植难度低、易于管理、适用于大面积污染土壤修复、对环境扰动少，土壤治理效果好等优点，且可以在治理污染土壤的同时美化环境，可推广性强。
具体实施方式
下面将结合本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
趋磁细菌的提取方法：将污水处理厂的活性污泥与已经过灭菌降至室温的富集培养基按l：2的体积比混合均匀，放入广口瓶中，用已灭菌的纱布封住瓶口，28℃静置避光培养30d，将收集的趋磁细菌按照10％的接种量，接种到富集培养基，静止避光、23℃下、当菌液浓度达到9.0×109-1.0×1010的时候，测定吸附重金属的性能，具体如下：
取菌液10ml，加到100ml的ni3+离子含量30mg/l、fe3+离子含量50mg/l、pb2+离子含量50mg/l、cu3+离子含量40mg/l的溶液中28℃下培养2h，测定水中ni3+、pb2+、cu3+和fe3+离子的含量，ni3+、pb2+、cu3+和fe3+离子吸附率分别达到80％以上，即作为本发明的趋磁细菌使用。本发明中的趋磁细菌可以从其它活性污泥或者重金属污染的土壤中分离，也可以使是现有公开的趋磁细菌菌株，只要其吸附率得到要求即可。以下实施例中的所用到的趋磁细菌是按照上述方法筛选到的，不再赘述。
趋磁细菌的液体培养基(富集培养基)组成：4000mg/lcho·ho，1500mg/l(nh4)so4，200mg/lch3coona，1500mg/lfe2(so4)3，50mg/l钴胺素，2ml/l柠檬酸铁，30mg/lmgso4，10mg/lznso4，10mg/lmnso4。
芽孢杆菌和荧光假单胞菌的培养：分别取芽孢杆菌和荧光假单胞菌接种到液体培养基中，按照每毫升液体培养基中接种1×106-2.5×107个细菌，液体培养基的ph为6-7，培养温度为32-36℃，培养15-20h后，获得处于生长对数期的菌液，每毫升培养液中含有5.0×107-3.5×108个细菌，然后将芽孢杆菌菌液与荧光假单胞菌培养菌液按照体积比1-2：1混合，既得重金属活化菌菌液。
芽孢杆菌和荧光假单胞菌的液体培养基：每1l水中含20g葡萄糖、15g蛋白胨、5g氯化钠和0.5g牛肉膏。
在耕作层a上复合种植多种类型的重金属超累积植物，如以下的a-f：
a.豆科类超累积植物：野豇豆、长波叶山蚂蝗或三叶草；
b.除a外的所有超累积植物；
c.低矮型超累积植物：飞机草、东南景天、西洋菜、空心菜、蜈蚣草；
d.非低矮型超累积植物：李氏禾、海州香薷、美人蕉、红花；
e.喜阴超累积植物：东南景天、蜈蚣草；
f.喜阳超累积植物：多花向日葵。
通过不同类型植物的搭配和套种，来增强生物样种的多样性，提升耕作层a上的生态环境的稳定性，相互促进植物的生长。具体地，低矮型与非低矮型套种有利于空间的充分利用；豆科类与非豆科类套种有利于通过固氮实现养分自给；喜阳型和喜阴型套种有利于充分利用光照且达到保护喜阴植物作用。
进一步地，在腐植酸中添加少量石灰，形成ph值为7.5-9的改良剂，利用石灰来促进腐植酸对重金属的络合鳌合作用，增强重金属固化效果。
将被重金属污染的土壤厚度为30cm，面积为100m2的土地作为实验田，并将整块实验田进行样方划分，长宽均为5m，每个样方之间留宽为0.4m的垄，每个样方根据对角线原则设置6个采样点。收集试验田表层0-30cm的土壤，阴凉通风晾干，去除杂质。测定土壤ph为6.3，重金属pb、ni、cu和fe在土壤中的含量分别是：pb元素的浓度为595mg/kg-1，ni元素的浓度为382mg/kg-1，cu元素的浓度为432mg/kg-1，fe元素的浓度为583mg/kg-1。
根据国家土壤环境质量标准gb15618-2008可知，土壤ph＝5.5-6.5的情况下，农业用地旱地重金属pb、ni和cu二级标准值分别为80，80和50mg/kg，土壤中fe的平均值为297mg/kg；因此，上述整块实验田存在较严重的重金属污染。
实施例1：
一种用于重金属土壤污染的修复方法，具体包括以下步骤：
(1)、将趋磁细菌培养基添加到重金属污染的土壤中，趋磁细菌培养基添加比例为每平方米重金属污染土壤中添加50ml趋磁细菌液体培养基，并在每平方米重金属污染的土壤中接种9.0×109个趋磁细菌，翻耕重金属污染土壤的表层厚10cm的土壤，使趋磁细菌培养基、趋磁细菌和重金属污染土壤充分混合；
(2)、培养45天，在重金属污染土壤表层3cm厚的土壤里添加趋磁细菌培养基，添加比例为每平方米重金属污染土壤中添加30ml趋磁细菌液体培养基，并灌溉该土壤，使重金属污染土壤保持淹水状态，并在重金属污染的土壤上面设置通电线圈形成磁场，磁场方向背离地面向上，磁场强度为200高斯，保持29天；
(3)、收集步骤(2)重金属污染土壤表层厚4cm的土壤；
(4)、用水淋洗步骤(3)中收集的重金属污染土壤，重复淋洗2次，然后将芽孢杆菌和荧光假单胞菌接种到清洗过的土壤中，芽孢杆菌菌液与荧光假单胞菌菌液的体积比1:1，每千克淋洗过土壤接种混合后的菌液100ml，分3次接种，把接种过芽孢杆菌和荧光假单胞菌的土壤填回原处；
(5)、在步骤(4)重金属污染土壤表面均匀撒施土壤调理剂，厚度为2cm，其中土壤调理剂的用量为土壤质量的7％，然后喷雾洒水，喷雾洒水所用水的质量为土壤调理剂质量的68％，翻耕均匀，静置11h，再次喷雾洒水，用水量为土壤质量的88％，最后将土壤置于自然环境下，在前两个月内避免大雨冲刷；所述土壤调理剂原料按重量百分比计，包括：赤泥24％、油菜秸秆粉24％、白云石粉9％、石灰粉29％、硅钙钾肥24％和氨基酸4％；
(6)、在步骤(5)重金属污染土壤中种植重金属超累积作物，适时农田管理措施；
(7)、在作物籽粒形成后，喷撒重金属阻隔剂，待作物收获；
其中，所述重金属阻隔剂为液态水溶液，成份为na2seo3，含硒量为40mg/l；
所述重金属阻隔剂的配置方法为：每亩称取na2seo34.38g，加水量50l，稀释搅拌均匀，即得重金属阻隔剂；
所述重金属阻隔剂喷施方法为：作物籽粒形成后喷洒，喷撒频率为每半个月喷洒一次，持续1个月；
(9)、循环重复执行步骤(1)-步骤(7)2次。
结果显示：相比较于原土壤，土壤ph为5.9，重金属pb、ni、cu和fe的浓度分别为57.15、61.35、51.37和254.18mg/kg，土壤中重金属pb、ni、cu和fe的浓度分别下降了90.40％，84.03％，88.11％和56.40％。
实施例2：
(1)、将趋磁细菌培养基添加到重金属污染的土壤中，趋磁细菌培养基添加比例为每平方米重金属污染土壤中添加80ml趋磁细菌液体培养基，并在每平方米重金属污染的土壤中接种1.0×1010个趋磁细菌，翻耕重金属污染土壤的表层厚12cm的土壤，使趋磁细菌培养基、趋磁细菌和重金属污染土壤充分混合；
(2)、培养50天，在重金属污染土壤表层5cm厚的土壤里添加趋磁细菌培养基，添加比例为每平方米重金属污染土壤中添加50ml趋磁细菌液体培养基，并灌溉该土壤，使重金属污染土壤保持淹水状态，并在重金属污染的土壤上面设置通电线圈形成磁场，磁场方向背离地面向上，磁场强度为265高斯，保持34天；
(3)、收集步骤(2)中重金属污染土壤表层厚6cm的土壤；
(4)、用水淋洗步骤(3)中收集的重金属污染土壤，重复淋洗4次，然后将芽孢杆菌和荧光假单胞菌接种到清洗过的土壤中，芽孢杆菌菌液与荧光假单胞菌菌液的体积比2:1，每千克淋洗过土壤接种混合后的150ml，分5次接种，把接种过芽孢杆菌和荧光假单胞菌的土壤填回原处；
(5)、在步骤(4)重金属污染土壤表面均匀撒施土壤调理剂，厚度为4cm，其中土壤调理剂的用量为土壤质量的10％，然后喷雾洒水，喷雾洒水所用水的质量为土壤调理剂质量的80％，翻耕均匀，静置24h，再次喷雾洒水，用水量为土壤质量的100％，最后将土壤置于自然环境下，在前两个月内避免大雨冲刷；所述土壤调理剂原料按重量百分比计，包括：赤泥30％、油菜秸秆粉30％、白云石粉5％、石灰粉35％、硅钙钾肥30％和氨基酸10％；
(6)、在步骤(5)重金属污染土壤中种植重金属超累积作物，适时农田管理措施；
(7)、在作物籽粒形成后，喷撒重金属阻隔剂，待作物收获；
其中，所述重金属阻隔剂为液态水溶液，成份为na2seo3，含硒量为40mg/l；
所述重金属阻隔剂的配置方法为：每亩称取na2seo34.38g，加水量50l，稀释搅拌均匀，即得重金属阻隔剂；
所述重金属阻隔剂喷施方法为：作物籽粒形成后喷洒，喷撒频率为每半个月喷洒一次，持续2个月；
(8)、循环重复执行步骤(1)-步骤(7)3次。
结果显示：相比较于原土壤，土壤ph为5.3，重金属pb、ni、cu和fe的浓度分别为47.52、59.48、32.21和132.07mg/kg，土壤中重金属pb、ni、cu和fe的浓度分别下降了92.01％，84.42％，92.54％和77.35％。
终上所述，采用本发明所述的重金属土壤污染的修复方法，经过2-3年的修复后土壤中重金属的含量均在国家土壤环境质量标准二级标准值以下，在很短的时间内即可完成对土壤重金属的修复。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。