本发明属于土壤污染治理技术领域，具体涉及一种土壤重金属污染的治理及生态修复方法。
背景技术：
随着近年来我国工农业快速发展，土壤重金属污染日益严重。根据国土资源部数据我国约有10%以上的耕地面积受到重金属污染，约有1.5亿亩。某些发达地区污染耕地面积达到50%，更是有10%的土地属于重度污染，基本丧失生产力。
目前治理土壤污染的方法主要有：1、物理治理法，采用换取客土物理清除污染土壤；优点是效果明显，缺点是原污染土壤会造成二次污染，工程费用高。2、化学治理法，是向污染土壤投入改良剂、抑制剂，改良土壤有机质，改变土壤ph值及电导等特性，使土壤中重金属发生氧化还原反应；优点是治理效果和费用都适中，缺点是重金属活性容易再度激活，再度造成污染。3、农业治理方法，种植不进入食用的作物；优点是易操作费用低，缺点治理周期长，效果差。
菌草为多年生禾本科直立丛生型植物，具有较强的分蘖能力，这是一种适宜在热带、亚热带、温带生长和人工栽培的高产优质菌草。菌草植株高大，抗逆性强，产量高，粗蛋白和糖分含量高，直立、丛生，根系发达，茎粗可达3.5厘米，节间长9～15厘米，15个有效的分蘖，每节着生一个腋芽，并由叶片包裹，叶片互生，长60～132厘米，叶片宽3.5~6厘米，8个月共生长35片叶。株高最高的达7.08米，50个节，株重达3.25公斤，每公顷产鲜草达521.6吨。
技术实现要素：
针对土壤重金属治理的现状及缺陷，本发明提供一种土壤重金属污染的治理及生态修复方法，采用生物活性重金属粒子转化器结合菌草生物治理方法，既可以有效降低土壤中的重金属含量，治理周期也比较短，治理成本低，在治理过程中还可以产生一定的经济效益。
本发明的目的是以下述方式实现的：
土壤重金属污染的治理及生态修复方法，具体步骤如下：
①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照（2-3）：（1-1.5）：（1-1.5）的比例混合，洒水搅拌均匀，在25℃室温下密封发酵6-8天；
②接种细菌：对基质进行消毒，调节基质ph值为6.5-7.5，将能转化吸附重金属的生物活性转化剂、重金属粒子阻断剂及促进菌种生长的物质均匀投放到基质中，在25-40℃环境中，保持湿润，培养3-5天；
③制备生物活性重金属粒子转化器：将步骤②所得基质填充到可降解的转化阻断器内，再将菌草幼苗移植到可降解的转化阻断器内的基质内，即可制得生物活性重金属粒子转化器；
④生物活性重金属粒子转化器的填埋：把步骤③制得的生物活性重金属粒子转化器斜埋入污染土壤中，深度10厘米，株距20厘米，行距40厘米，浇水定根，两周内保持土壤湿润；4个月左右菌草可以长成2-3米高，根系深2-3米；
⑤土壤重金属污染的治理及生态修复：菌草发达的根系可为生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂提供良好的微环境，把土壤中的重金属吸附到菌草根系上，生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂可以在自然状态下对有毒重金属发生还原反应，改变根系的微循环，达到转化和固定土壤中的重金属的目的；
⑥取出菌草根：菌草为多年生草本植物，3-5年后，深耕取出土壤中的菌草根，可以有效治理土壤中的重金属污染。
步骤②中，所述生物活性转化剂为内生菌、球形红细菌和光合菌。
步骤②中，所述重金属粒子阻断剂为根际细菌。
步骤③中，所述可降解的转化阻断器为由可降解的材料制成的容器。
所述可降解的转化阻断器为可降解纸袋。
步骤②中，所述促进菌种生长的物质为硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水。
所述硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水的质量比为1:10:5:100。
步骤①中，水的质量是基质总质量的10-15%。
步骤①中，木屑、草粉、橘皮的粒径均为2-5mm。
步骤②中，采用巴氏消毒法对基质进行消毒。
本发明利用光合菌、球形红细菌、内生菌、根际细菌与菌草相结合，光合菌、球形红细菌、内生菌、根际细菌的基质为菌草提供初期生长所需的营养与环境，后期光合菌、球形红细菌、内生菌、根际细菌将部分有毒重金属转化成无毒重金属，如将cr6+转化为无毒的cr3+，将部分的重金属固定在菌草根部，如砷，减少对周围环境的影响，改良土壤生态环境。
光合菌、球形红细菌、内生菌、根际细菌将重金属固定在菌草根部，使菌草茎叶部分对重金属吸收量很小，菌草根部以上可利用的茎叶部分重金属含量低于牧草使用标准，仍可以用作牧草、菌种培养基料、生物燃料、纤维板等，具有很高的经济价值。
菌草适应能力强，能够在较为广泛的范围和较为恶劣的环境中生长，菌草生长速度快，能够较快时间内形成覆盖效果好的植被，改善和美化土壤生态环境。重金属污染区域的土壤表面被菌草形成的植被覆盖，优化生态环境，同时固定重金属，防止风化转移给周围环境造成危害。
初次投入，以后每年只需要简单维护便可以有很好的产量，整体产值高，利于提高重金属污染的土壤治理的积极性。
相对于现有技术，本发明利用菌草根部生物活性重金属粒子转化器与菌草本身结合，固定转化受污染土壤中的重金属，改良土壤中的生态环境，达到治理污染的目的。本发明的有益效果如下：
1、治理成本低，治理效果明显，不易造成二次污染；
2、菌草生适应能力强，我国绝大部分地区都适合生存，没有地域限制；
3、治理投入后，定期可以产出饲草，有经济效益；
4、治理后很快形成景观效果，美化环境。
具体实施方式
实施例1：
土壤重金属污染的治理及生态修复方法，具体步骤如下：
①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照（2-3）：（1-1.5）：（1-1.5）的比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的10-15%，在25℃室温下密封发酵6-8天；木屑、草粉、橘皮的粒径均为2-5mm；
②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质ph值为6.5-7.5，将能转化吸附重金属的生物活性转化剂、重金属粒子阻断剂及促进菌种生长的物质均匀投放到基质中，在25-40℃环境中，保持湿润，培养3-5天；
③制备生物活性重金属粒子转化器：将步骤②所得基质填充到可降解的转化阻断器内，再将菌草幼苗移植到可降解的转化阻断器内的基质内，即可制得生物活性重金属粒子转化器；
④生物活性重金属粒子转化器的填埋：把步骤③制得的生物活性重金属粒子转化器斜埋入污染土壤中，深度10厘米，株距20厘米，行距40厘米，浇水定根，两周内保持土壤湿润；4个月左右菌草可以长成2-3米高，根系深2-3米；
⑤土壤重金属污染的治理及生态修复：菌草发达的根系可为生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂提供良好的微环境，把土壤中的重金属吸附到菌草根系上，生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂可以在自然状态下对有毒重金属发生还原反应，改变根系的微循环，达到转化和固定土壤中的重金属的目的；
⑥取出菌草根：菌草为多年生草本植物，3-5年后，深耕取出土壤中的菌草根，可以有效治理土壤中的重金属污染。
步骤②中，所述生物活性转化剂为内生菌、球形红细菌和光合菌。
步骤②中，所述重金属粒子阻断剂为根际细菌。
步骤③中，所述可降解的转化阻断器为由可降解的材料制成的容器。
所述可降解的转化阻断器为可降解纸袋，还可以为椰壳。
步骤②中，促进菌种生长的物质为硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水；硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水的质量比为1:10:5:100。
实施例2：
土壤重金属污染的治理及生态修复方法，具体步骤如下：
①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照2：1：1的比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的10%，在25℃室温下密封发酵6天；木屑、草粉、橘皮的粒径均为2-5mm；
②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质ph值为6.5，将能转化吸附重金属的生物活性转化剂、重金属粒子阻断剂及促进菌种生长的物质均匀投放到基质中，在25℃环境中，保持湿润，培养3天；
③制备生物活性重金属粒子转化器：将步骤②所得基质填充到可降解的转化阻断器内，再将菌草幼苗移植到可降解的转化阻断器内的基质内，即可制得生物活性重金属粒子转化器；
④生物活性重金属粒子转化器的填埋：把步骤③制得的生物活性重金属粒子转化器斜埋入污染土壤中，深度10厘米，株距20厘米，行距40厘米，浇水定根，两周内保持土壤湿润；4个月左右菌草可以长成2-3米高，根系深2-3米；
⑤土壤重金属污染的治理及生态修复：菌草发达的根系可为生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂提供良好的微环境，把土壤中的重金属吸附到菌草根系上，生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂可以在自然状态下对有毒重金属发生还原反应，改变根系的微循环，达到转化和固定土壤中的重金属的目的；
⑥取出菌草根：菌草为多年生草本植物，3年后，深耕取出土壤中的菌草根，可以有效治理土壤中的重金属污染。
步骤②中，所述生物活性转化剂为内生菌、球形红细菌和光合菌。
步骤②中，所述重金属粒子阻断剂为根际细菌。
步骤③中，所述可降解的转化阻断器为可降解纸袋。
步骤②中，促进菌种生长的物质为硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水；硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水的质量比为1:10:5:100。
按照上述方法对重金属污染严重的土壤进行治理和生态修复，并测定栽种菌草和光合菌、球形红细菌、内生菌、根际细菌前后土壤中重金属含量，如砷、镉、汞，以及菌草根部、茎叶部分重金属含量，具体结果如表1所示。
从表1检测结果可知，重金属污染的土壤经过本发明提供的治理和生态修复方法后，重金属含量明显减小，菌草根部对重金属的富集固化作用明显，菌草茎叶中重金属含量很小，低于牧草使用标准，可以用作牧草、菌种培养基料、生物燃料等，具有很高的经济价值。
实施例3：
土壤重金属污染的治理及生态修复方法，具体步骤如下：
①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照2.5：1.25：1.25的比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的12%，在25℃室温下密封发酵7天；木屑、草粉、橘皮的粒径均为2-5mm；
②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质ph值为7，将能转化吸附重金属的生物活性转化剂、重金属粒子阻断剂及促进菌种生长的物质均匀投放到基质中，在32℃环境中，保持湿润，培养4天；
③制备生物活性重金属粒子转化器：将步骤②所得基质填充到可降解的转化阻断器内，再将菌草幼苗移植到可降解的转化阻断器内的基质内，即可制得生物活性重金属粒子转化器；
④生物活性重金属粒子转化器的填埋：把步骤③制得的生物活性重金属粒子转化器斜埋入污染土壤中，深度10厘米，株距20厘米，行距40厘米，浇水定根，两周内保持土壤湿润；4个月左右菌草可以长成2-3米高，根系深2-3米；
⑤土壤重金属污染的治理及生态修复：菌草发达的根系可为生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂提供良好的微环境，把土壤中的重金属吸附到菌草根系上，生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂可以在自然状态下对有毒重金属发生还原反应，改变根系的微循环，达到转化和固定土壤中的重金属的目的；
⑥取出菌草根：菌草为多年生草本植物，4年后，深耕取出土壤中的菌草根，可以有效治理土壤中的重金属污染。
步骤②中，所述生物活性转化剂为内生菌、球形红细菌和光合菌。
步骤②中，所述重金属粒子阻断剂为根际细菌。
步骤③中，所述可降解的转化阻断器为椰壳。
步骤②中，促进菌种生长的物质为硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水；硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水的质量比为1:10:5:100。
实施例4：
土壤重金属污染的治理及生态修复方法，具体步骤如下：
①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照3：1.5：1.5的比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的15%，在25℃室温下密封发酵8天；木屑、草粉、橘皮的粒径均为2-5mm；
②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质ph值为7.5，将能转化吸附重金属的生物活性转化剂、重金属粒子阻断剂及促进菌种生长的物质均匀投放到基质中，在40℃环境中，保持湿润，培养5天；
③制备生物活性重金属粒子转化器：将步骤②所得基质填充到可降解的转化阻断器内，再将菌草幼苗移植到可降解的转化阻断器内的基质内，即可制得生物活性重金属粒子转化器；
④生物活性重金属粒子转化器的填埋：把步骤③制得的生物活性重金属粒子转化器斜埋入污染土壤中，深度10厘米，株距20厘米，行距40厘米，浇水定根，两周内保持土壤湿润；4个月左右菌草可以长成2-3米高，根系深2-3米；
⑤土壤重金属污染的治理及生态修复：菌草发达的根系可为生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂提供良好的微环境，把土壤中的重金属吸附到菌草根系上，生物活性转化剂和重金属粒子阻断剂可以在自然状态下对有毒重金属发生还原反应，改变根系的微循环，达到转化和固定土壤中的重金属的目的；
⑥取出菌草根：菌草为多年生草本植物，5年后，深耕取出土壤中的菌草根，可以有效治理土壤中的重金属污染。
步骤②中，所述生物活性转化剂为内生菌、球形红细菌和光合菌。
步骤②中，所述重金属粒子阻断剂为根际细菌。
步骤③中，所述可降解的转化阻断器为可降解饭盒状容器。
步骤②中，促进菌种生长的物质为硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水；硫化亚铁、葡萄糖、麦芽糖和水的质量比为1:10:5:100。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。