一种生物炭协同植物修复重金属污染土壤的方法_3

文档序号:9406535阅读:来源:国知局
施入生物炭基肥,以从棉 花栽种到棉花采摘结束为一个周期,每个周期在棉花成熟季节采摘完棉花果实后,对棉花 植株进行整体移除; 2) 待步骤1)中棉花植株进行整体移除后,三月中上旬,选用健康茁壮I. 5m的白皮柳 树苗连续栽种3个周期的柳树,每个周期种植柳树的同时都在土壤中施入生物炭基肥,一 个周期结束后将白皮柳整体移除,以12个月为一个周期,白皮柳树苗在移栽前将其育种在 螺旋状培养皿中精心培养,使得白皮柳树根茎成螺旋状生长,这样可以保证白皮柳在岩石 类土壤或者稍微坚硬的土壤中扩大根茎的生长面积,有利于白皮柳的生长和对重金属的修 复; 按照步骤1) ~步骤2)修复重金属污染的土壤后,测定土壤中重金属的含量达到安全 标准。
[0035] 步骤1)和步骤2)中移除的一年生SGK321转Bt基因棉花和白皮柳树废弃物与稻 壳、秸杆经炭化处理得到有机炭产物,有机炭产物在90°C下烘干后粉碎,置于生物炭炉中恒 温500°C热解,质量分数10%的稀盐酸和5%的稀硝酸以体积比1 :1混合后酸洗2h,再用去 离子水冲洗至中性,过滤,于85°C下烘干,待温度自然冷却至室温后,将制得的生物炭用研 钵磨碎并过2mm筛,装袋备用,然后将75重量份的生物炭与3重量份的硫酸钠、3重量份的 氯化镁、4重量份的硫酸钙、6重量份的磷酸铵、8重量份的尿素、7重量份的高温炉渣混合到 一起并搅拌均匀获得生物炭基肥,生物炭基肥用圆盘造粒机制成粒径为6mm的颗粒后,施 入8kg/亩的生物炭基肥到同时种植有棉花或柳树的重金属污染的土壤中。
[0036] 经过上述方法对实验区土壤进行治理后,土壤中重金属含量达到土壤安全标 准,结果显不:相比较于原土壤,土壤pH上升至7. 2,重金属Zn、Pb、Cd、Cu、Hg和As的 浓度分别为 134. 7、55· 6、0· 21、32· 9、0· 24 和 29. 2mg/kg,土壤中重金属 Zn、Pb、Cd、Cu、 Hg 和 As 的浓度分别下降了 54. 87%,55. 23%,87. 65%,62. 36%,81. 25%,51. 01%,棉花产量为 1224. 51±0· 63kg/hm2,柳树生物量 7. 79±0· 73g/m2。
[0037] 从实施例1~4的修复结果可知,在重金属污染土壤中生物炭、棉花和柳树经过5~6 年的协同修复试验能够大大的降低土壤中Zn、Pb、Cd、Cu、Hg和As等重金属的含量,同时保 证植物和农作物的正常生长,在修复土壤的同时仍然有效地稳定了土地结构。
[0038] 为了突出本发明的创新点,使本领域的技术人员能够充分理解本发明,现列举本 发明在试验阶段或采用现有技术的对比实施例,并对其与本发明的实施例进行效果说明。
[0039] 对比例1 在上述试验区域的试验田中仅种植棉花,种植棉花的时间为6个周期,以从棉花栽种 到棉花采摘结束为一个周期: 选用通过20%的H2O2消毒处理然后蒸馏水洗涤浸泡12h,籽粒饱满且下沉的一年生 SGK321转Bt基因棉花种子长成30cm的健康幼苗沿垂直方向倾斜30度埋入土壤表层12cm 深度种植,株距为20cm,行距为25cm,不定期浇水除草,以保证一年生SGK321转Bt基因棉 花正常生长。四月下旬,在上述试验区域的试验田中种植一年生一年生SGK321转Bt基因棉 花,以从棉花栽种到棉花采摘结束为一个周期,在棉花成熟季节采摘完棉花果实后,对一年 生SGK321转Bt基因棉花植株进行整体移除,6个周期后对土壤酸碱性、土壤中重金属Zn、 Pb、Cd、Cu、Hg和As的浓度含量以及棉花的产量进行分析。
[0040] 对比例2 在上述试验区域的试验田中仅栽种柳树,连续栽种柳树的时间为6个周期,以12个月 为一个周期: 三月中上旬,选用健康茁壮2m的白皮柳树苗栽种白皮柳,一个周期结束后将白皮柳整 体移除,以12个月为一个周期,6个周期后对土壤酸碱性、土壤中重金属Zn、Pb、Cd、Cu、Hg 和As的浓度含量以及柳树生物量进行分析。
[0041] 对比例3 在上述实验区域的试验田内仅种植棉花的同时施入生物炭基肥: 选用通过20%的H2O2消毒处理然后蒸馏水洗涤浸泡12h,籽粒饱满且下沉的TM-I陆地 棉花种子长成30cm的健康幼苗沿垂直方向倾斜30度埋入土壤表层IOcm深度种植,株距为 25cm,行距为25cm。不定期浇水除草,以保证TM-I陆地棉花正常生长。四月下旬,在试验田 中连续种植棉花6个周期,种植棉花的同时在土壤中施入生物炭基肥,以从棉花栽种到棉 花采摘结束为一个周期,每个周期在棉花成熟季节采摘完棉花果实后,对棉花植株进行整 体移除。6个周期后对土壤酸碱性、土壤中重金属Zn、Pb、Cd、Cu、Hg和As的浓度含量以及 棉花的产量进行分析。
[0042] 生物炭基肥由75重量份的生物炭与3重量份的硫酸钠、3重量份的氯化镁、4重量 份的硫酸钙、8重量份的磷酸铵、8重量份的尿素、7重量份的高温炉渣混合到一起并搅拌均 勾获得,生物炭基肥用圆盘造粒机制成粒径为5mm的颗粒后,施入6kg/亩的生物炭基肥到 同时种植有棉花的重金属污染的土壤中。
[0043] 生物炭以稻壳、秸杆或在重金属污染的土壤中种植后收获的棉花和柳树丢弃物为 炭源经炭化处理得到有机炭产物,有机炭产物在90°C下烘干后粉碎,置于生物炭炉中恒温 500°C热解,质量分数10%的稀盐酸和5%的稀硝酸以体积比1 :1混合后酸洗2h,再用去离 子水冲洗至中性,过滤,于85°C下烘干,待温度自然冷却至室温后,将制得的生物炭用研钵 磨碎并过2mm筛,装袋备用。
[0044] 对比例4 在上述实验区域的试验田内仅种植柳树的同时施入生物炭基肥: 三月中上旬,选用健康茁壮2m的白皮柳树苗栽种白皮柳的同时在土壤中施入生物炭 基肥,一个周期结束后将白皮柳整体移除,以12个月为一个周期,6个周期后对土壤酸碱 性、土壤中重金属Zn、Pb、Cd、Cu、Hg和As的浓度含量以及柳树生物量进行分析。
[0045] 生物炭基肥由80重量份的生物炭与3重量份的硫酸钠、3重量份的氯化镁、4重量 份的硫酸钙、6重量份的磷酸铵、8重量份的尿素、8重量份的高温炉渣混合到一起并搅拌均 勾获得,生物炭基肥用圆盘造粒机制成粒径为5mm的颗粒后,施入7kg/亩的生物炭基肥到 同时种植有白皮柳的重金属污染的土壤中。
[0046] .生物炭以稻壳、秸杆或在重金属污染的土壤中种植后收获的棉花和柳树丢弃物 为炭源经炭化处理得到有机炭产物,有机炭产物在90°C下烘干后粉碎,置于生物炭炉中恒 温500°C热解,质量分数10%的稀盐酸和5%的稀硝酸以体积比1 :1混合后酸洗2h,再用去 离子水冲洗至中性,过滤,于85°C下烘干,待温度自然冷却至室温后,将制得的生物炭用研 钵磨碎并过2_筛,装袋备用。
[0047] 对比例5 在上述实验区域的试验田内先种植棉花后栽种柳树: 1) 选用通过20%的H2O2消毒处理然后蒸馏水洗涤浸泡12h,籽粒饱满且下沉的TM-I陆 地棉花种子长成30cm的健康幼苗沿垂直方向倾斜30度埋入土壤表层IOcm深度种植,株距 为25cm,行距为25cm。不定期浇水除草,以保证TM-I陆地棉花正常生长。四月下旬,在试 验田中连续种植棉花2个周期,以从棉花栽种到棉花采摘结束为一个周期,在棉花成熟季 节采摘完棉花果实后,对TM-I陆地棉花植株进行整体移除; 2) 待步骤1)中3个周期的棉花种植完毕移除后,三月中上旬,选用健康茁壮2m的旱柳 树苗栽种白
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