利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法与流程

本发明涉及植物微生物联合生态修复
技术领域：
，具体为一种利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法。
背景技术：
：随着土壤重金属污染日益加剧，重金属通过各种途径进入到环境中，对生态环境和人类的生存造成了潜在的威胁。当前我国农业环境的重金属污染现象已经十分严重，目前，在治理重金属污染土壤中使用较多的方法是通过添加外来物质，以改变土壤的化学性质，如磷酸盐、石灰、硅酸盐等，但是这些物质长期添加到土壤中后，容易造成土壤板结，对土壤生态产生不利的影响，秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分，农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆加入到土壤中能改善土壤的孔隙度、降低土壤容重、提高水分渗透率，但是传统的秸秆联合修复不彻底，底层土壤难以完全修复，故本发明设计了一种利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法来解决上述问题。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，其能够解决传统的修复方法修复效率低，腐化速率慢效果不理想的问题。为实现上述目的，本发明提供了一种利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；以及s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。优选的，上述方案中，步骤s1中的植物秸秆的大小应尽量保持一致，使得植物秸秆在腐化过程中的腐化时间基本相同，避免未腐化的秸秆影响作物的播种生长。优选的，上述方案中，步骤s2中的复合肥料可根据该土壤上种植的作物类型来选择，可以是氮磷钾复合肥、水稻专用肥、玉米专用肥、茶叶专用肥、硫酸钾果树肥或无公害蔬菜肥等。优选的，上述方案中，步骤s3中样品的取样地点均匀分布在污染土壤上，多个地点取样保证测量的准确性。优选的，上述方案中，步骤s4中的ph值的测定采用ph计进行测定，重金属含量的测定采用电感耦合等离子体发射光谱法进行测定。优选的，上述方案中，步骤s5中的沟槽深度和密度可根据土壤的污染情况而定，若土壤污染严重，则沟槽深度和密度都要加大，以保证秸秆腐化后产生的腐殖酸能快速的扩散至土壤的内层，对土壤进行全面的修复。优选的，上述方案中，步骤s7中的各种分解酶包括蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶、脂肪分解酶、核糖核酸酶等，步骤s7中的各种微生物活菌包括根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、解磷类微生物菌剂、硅酸盐微生物菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、促生菌剂、菌根菌剂、生物修复菌剂等，或者由它们混合得到混合后的分解酶和微生物活菌。优选的，上述方案中，步骤s7中的各种分解酶和各种微生物活菌的喷洒情况可根据天气情况而定，适时喷洒，若天气干燥时，可适当喷洒雨水，保持土壤的含水量，促进秸秆的腐化分解，提高对土壤重金属的修复效率。优选的，上述方案中，破碎的植物秸秆中亦加入10-15份生物质炭、10-15份硅藻土、10-15份腐植酸钾、5-10份螯合锌肥和5-10份麦饭石粉。本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，具备以下有益效果：(1)本发明通过设置网格状的沟槽，将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，由于试验结果表明靠近秸秆的土壤表层修复效果好，内层修复效果差，腐殖酸对土壤表层进行修复，随着土壤深度的增加，修复效果越来越差，故在日常采用秸秆对复合污染土壤的联合修复中，污染土壤设置有网格状沟槽，便于土壤内层也能与秸秆接触，减少土壤内层到秸秆的距离，增强修复效果。(2)本发明通过设置上秸秆层和下秸秆层，由于试验结果表明随着植物秸秆量的增加，土壤重金属的浓度逐渐降低，有机质的含量增加，ph有所改善，故通过设置上秸秆层和下秸秆层以保证秸秆数量，使得修复效果明显，通过设置各种分解酶、各种微生物活菌、生物质炭、硅藻土、腐植酸钾、螯合锌肥和麦饭石粉，多种修复物质联合对污染土壤进行全面修复。附图说明图1为本发明植物秸秆在土壤中分布剖视图；图2为本发明实施例1结果图；图3为本发明实施例2结果图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。如图1-3所示，本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；以及s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。其中，步骤s1中的植物秸秆的大小应尽量保持一致，使得植物秸秆在腐化过程中的腐化时间基本相同，避免未腐化的秸秆影响作物的播种生长，步骤s2中的复合肥料可根据该土壤上种植的作物类型来选择，可以是氮磷钾复合肥、水稻专用肥、玉米专用肥、茶叶专用肥、硫酸钾果树肥或无公害蔬菜肥等，步骤s3中样品的取样地点均匀分布在污染土壤上，多个地点取样保证测量的准确性，步骤s4中的ph值的测定采用ph计进行测定，重金属含量的测定采用电感耦合等离子体发射光谱法进行测定，步骤s5中的沟槽深度和密度可根据土壤的污染情况而定，若土壤污染严重，则沟槽深度和密度都要加大，以保证秸秆腐化后产生的腐殖酸能快速的扩散至土壤的内层，对土壤进行全面的修复，步骤s7中的各种分解酶包括蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶、脂肪分解酶、核糖核酸酶等，步骤s7中的各种微生物活菌包括根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、解磷类微生物菌剂、硅酸盐微生物菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、促生菌剂、菌根菌剂、生物修复菌剂等，或者由它们混合得到混合后的分解酶和微生物活菌，步骤s7中的各种分解酶和各种微生物活菌的喷洒情况可根据天气情况而定，适时喷洒，若天气干燥时，可适当喷洒雨水，保持土壤的含水量，促进秸秆的腐化分解，提高对土壤重金属的修复效率，破碎的植物秸秆中亦加入10-15份生物质炭、10-15份硅藻土、10-15份腐植酸钾、5-10份螯合锌肥和5-10份麦饭石粉。实施例1：植物秸秆的多少对污染土壤修复效果的影响试验：1)通过松土机将污染土壤松动后，通过电子秤称八份相同质量的土壤放入培养皿中，每份土壤的重量均设置为2kg；2)通过破碎机将植物秸秆进行破碎，对八份土壤样品内分别加入0g，100g，200g，300g，400g，500g，600g，700g的秸秆，并搅拌均匀，再均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆能快速腐化；3)将培养皿放置在25摄氏度的人工气候箱中，向培养皿中喷入一定量的蒸馏水，使得土壤含水量始终保持住，每天喷洒一次，连续喷洒一周，结束后，将土壤自然晾干，进行重金属含量、ph值的测定与分析；4)土壤ph值测定步骤：将自然晾干后的八份土壤样品分别称量10g放入50ml的小烧杯内，加入1mmpkcl溶液，用磁力搅拌器搅拌1min，静置30min，用ph计插入读数即可；5)重金属含量的测定步骤：将自然晾干后的八份土壤样品分别称量10g放入50ml的小烧杯内，加入蒸馏水搅拌均匀，采用电感耦合等离子体发射光谱法进行测定(重金属含量是指通过电感耦合等离子体发射光谱法能够测定的所有重金属离子的总含量)；6)试样结果分析：根据图2试验结果表明，随着植物秸秆量的增加，土壤重金属的浓度逐渐降低，有机质的含量增加，ph有所改善，但是随之植物秸秆量的进一步增加，土壤重金属的浓度降低量越来越不明显，故修复效果越来越不明显。实施例2：植物秸秆腐化扩散速率对污染土壤修复效果的影响试验：1)通过松土机将污染土壤松动后，通过电子秤称四份相同质量的土壤放入培养皿中，每份土壤的重量均设置为2kg；2)通过破碎机将植物秸秆进行破碎，对四份土壤样品内分别敷设层高为6mm的秸秆层，再均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆能快速腐化；3)将培养皿放置在25摄氏度的人工气候箱中，向培养皿中喷入一定量的蒸馏水，使得土壤含水量始终保持住，每天喷洒一次，四份土壤样品分别连续喷洒一周、二周、三周、四周，结束后，将土壤自然晾干，进行重金属含量、ph值的测定与分析；4)土壤ph值测定步骤：将自然晾干后的四份土壤样品每份从培养皿的上中下三层分别称量10g放入50ml的小烧杯内，加入1mmpkcl溶液，用磁力搅拌器搅拌1min，静置30min，用ph计插入读数即可；5)重金属含量的测定步骤：将自然晾干后的四份土壤样品每份从培养皿的上中下三层分别称量10g放入50ml的小烧杯内，加入蒸馏水搅拌均匀，采用电感耦合等离子体发射光谱法进行测定；6)试样结果分析：根据图3试验结果表明，靠近秸秆的土壤表层修复效果好，内层修复效果差，腐殖酸对土壤表层进行修复，随着土壤深度的增加，修复效果越来越差，且随着修复时间的增加，土壤中的重金属含量明显减少，ph值有所改善，故在日常采用秸秆对复合污染土壤的联合修复中，污染土壤设置有网格状沟槽，便于土壤内层也能与秸秆接触，减少土壤内层到秸秆的距离，增强修复效果。需要指出的是，重金属含量本身是一个很小的数值，所以使用重金属含量的实际数值将难以体现本申请的方法的优异效果。所以在图2和图3中均使用了归一化的操作，在图2中，以加入0g秸秆的土壤的结果作为基准对实验结果进行归一化，在图3中，以一周、下层的土壤的结果作为基准对实验结果进行归一化。实施例3本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，所述方法包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。实施例4本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，所述方法包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，无论ph值和重金属含量的含量，选择固定的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。实施例5本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，所述方法包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，不挖沟槽；s6：在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。实施例6本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，所述方法包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，不在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。实施例7本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，所述方法包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度固定，而与ph值和重金属的含量无关；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化；s8：对表面的秸秆层上再覆盖上一层薄薄的沙土，避免秸秆层被强风吹散。实施例8本发明的利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法，所述方法包括以下步骤：s1：将植物秸秆通过破碎机碾碎；s2：将碾碎后的植物秸秆与复合肥料混合，混合比设置为3：1；s3：将污染土壤通过松土机松动后，取出一定量的污染土壤样品，进行ph值和重金属含量的测定；s4：将与肥料混合的植物秸秆均匀撒入污染土壤的表层，根据ph值和重金属的含量，选择合适的表层厚度；s5：通过松土机将植物秸秆与污染土壤混合，使得秸秆翻转到土壤内层，再将土壤挖出网格状的沟槽；s6：将与肥料混合的秸秆均匀撒入沟槽内，将沟槽填满后，再在污染土壤的表面覆盖上一层秸秆，厚度根据ph值和重金属的含量而定；s7：对秸秆的表面均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆快速腐化，取消s8。对实施例3-8的方法得到的土壤均匀喷洒各种分解酶、各种微生物活菌，使得秸秆能快速腐化；将喷洒分解酶的土壤放入培养皿，将培养皿放置在25摄氏度的人工气候箱中，向培养皿中喷入一定量的蒸馏水，使得土壤含水量始终保持住，每天喷洒一次，四份土壤样品分别连续喷洒四周，结束后，将土壤自然晾干，进行重金属含量分析；将自然晾干后的土壤样品每份从培养皿称量10g放入50ml的小烧杯内，加入蒸馏水搅拌均匀，采用电感耦合等离子体发射光谱法进行测定。测试结果参见表1(其中，结果基于实施例3归一化)。表1重金属含量实施例3100％实施例4130％实施例5125％实施例6127％实施例7135％实施例8140％综上可得，本发明通过设置网格状的沟槽、上层秸秆层和下层秸秆层，解决了传统的秸秆在复合污染土壤的联合修复中修复效率低，腐化速率慢效果不理想的问题。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。当前第1页12