本发明涉及土壤重金属污染的植物修复技术领域，尤其涉及一种用工业大麻修复铅污染土壤的方法。
背景技术：
铅是土壤中常见的一种重金属污染物，具有污染面积大、残留时间长、不易在自然条件下被清除等特点，不仅影响农作物的产量和质量而且通过食物链进入人体，影响人的身体健康。目前，重金属铅污染土壤的修复技术可以分为两类：物理化学修复和植物技术修复。物理化学修复包括客土深耕法、隔离法、淋滤法等。物理化学修复方法具有成本高、难以大范围使用、难以管理等局限性。植物修复技术包括植物降解、植物挥发、植物萃取及超富集植物。
植物修复技术指利用植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。植物修复是目前解决重金属污染的主要形式，但传统的植物修复技术主要是筛选超富集植物，利用超富集植物修复土壤。而目前人们找到的超富集植物具有生长缓慢、生物量小、没有经济价值还需要后期处理等缺点，因此整株积累的铅总量有限，修复年限较长，造成耕地闲置，并不适合农区耕地长期的重金属修复，因此不能大规模推广运用。
技术实现要素：
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种用工业大麻修复铅污染土壤的方法，旨在解决传统植物修复方法生物量小、修复年限长、没有经济价值导致无法实际大规模推广运用的问题。本发明主要通过在铅污染地区种植工业大麻，并使用包衣剂、土壤改良剂以及合理的种植方法，而达到修复年限短、有一定的经济效益、能够实际大规模推广运用的效果。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种用工业大麻修复铅污染土壤的方法，包括：
s1：选取工业大麻种子。
s2：对待修复的铅污染土壤进行整地，施底肥，并施用土壤改良剂。
s3：在4～6月将选取的工业大麻种子进行条播。
s4：在工业大麻种子苗期进行追肥。
s5：收割成熟的工业大麻，并分别测定工业大麻中铅的含量以及修复后铅污染土壤中铅的含量，当修复后铅污染土壤中铅的含量小于等于80mg/kg时修复成功，若大于80mg/kg则重复步骤s1-s5。
进一步的，步骤s1中所述工业大麻种子为纤维型工业大麻种子。
进一步的，步骤s1中所述工业大麻种子可以选自云麻1号、云麻2号、云麻3号、云麻4号、云麻5号、云麻6号、云麻7号、云麻8号、云麻杂2号和云麻杂3号中的一种或多种的工业大麻种子。
进一步的，步骤s1具体包括：
进一步的，所述步骤s2中，
所述底肥包括尿素、过磷酸钙、硫酸钾。
所述土壤改良剂包括乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸、有机肥、蚯蚓液中的一种或多种。
进一步的，步骤s2具体包括：
s21：对待修复的铅污染土壤进行深耕、细耙、整平。
s22：每亩施加12～14㎏尿素、20～22㎏过磷酸钙、7～9㎏硫酸钾。
s23：每亩施加17～20kg的乙二胺四乙酸二钠、8～10kg的柠檬酸、50～70kg有机肥、3～5kg蚯蚓液中的一种或多种。
进一步的，所述步骤s3具体包括：
在4～6月，在待修复的铅污染土壤挖出深4～6cm、行距20～40cm的种植沟，在种植沟中每亩播种1.5～2kg选取的工业大麻种子，条播，然后覆盖厚2～3cm细粒土。
进一步的，所述步骤s4具体包括：
在工业大麻2～3对真叶期进行追肥，每亩施加尿素6～8kg。
涝时开沟排水。
进一步的，其中步骤s5具体包括：
s51：在8～9月上旬对工业大麻进行收割。
s52：测定工业大麻修复后铅污染土壤中铅的含量。
s53：当修复后铅污染土壤中铅的含量小于等于80mg/kg时修复成功，若大于80mg/kg则重复步骤s1-s5。
工业大麻生物量大、抗逆性强、易种植管理、耐密植、耐旱、耐瘠，根系发达，生长速度快的特点等优良特性。且对重金属铅有较强的耐性和富集能力，是一种比较理想用于修复重金属铅污染土壤的植物。且工业大麻适用于机械化收割，适用于大面积种植，从而降低维护成本。使用合理的种植方法，并且对工业大麻种子使用包衣剂、对土壤施用土壤改良剂能够促进工业大麻对重金属铅的富集，缩短修复年限。对浇水周期的控制能够提高工业大麻产量及纤维质量。工业大麻不是食用型作物，修复过重金属铅污染土壤之后还能进行合理的利用，达到一定的经济价值。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)本发明使用的修复铅污染土壤的工业大麻铅富集能力强能在铅污染土壤中完成正常的生长周期，有效降低土壤中铅的含量；生物量大可以缩短修复年限；耐旱、耐瘠、抗虫抗病性能好管理方便，成本低；并且能产生一定的经济效益。
(2)本发明使用包衣剂，提高工业大麻在铅污染土壤的发芽率和存活率，有效的降低成本。
(3)本发明在播种前使用土壤改良剂，促进工业大麻对铅的富集，缩短了修复年限。
(4)本发明在种植过程中进行适当的田间管理，通过施肥、排水等手段管理工业大麻的生长周期，提高铅污染土壤的修复效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
根据本申请的一个实施方式，一种修复铅污染土壤的方法，包括以下步骤：
s1：选取工业大麻种子。
不同的工业大麻对不同重金属的富集效果不同，选取适合的工业大麻能够更好地修复铅污染的土壤。大麻(cannabissatival)是大麻科大麻属，一年生草本植物，是我国传统的经济作物，原产印度、不丹等地，现在亚洲、欧洲及南美等国家和地区广泛种植。而工业大麻(industrialhemp)是一种经过改良无毒品利用价值的大麻品种，四氢大麻酚(thc)含量低于0.3％。工业大麻植物本身会分泌出140多种酚类物质，具有很好的抗病虫害的能力，所以在种植过程中不需要使用杀虫杀菌剂，零星出现一些病虫害也不影响其产量和质量，因此使用工业大麻作为修复植物来修复铅污染土壤能够进一步的降低成本。在热带地区或者云南等适合的地区能够一年种植两季，能够降低土壤修复年限。
s2：对待修复的铅污染土壤进行整地，施底肥，并施用土壤改良剂。
其中土壤是指位于陆地表层能够生长植物的疏松多孔物质成及相关自然地理要素综合体。而当农用土地中铅含量超过一定值，农产品将不符合质量安全标准而产生风险。本实施方法除了可以修复铅污染土壤外，对镉、汞、砷、铬、铜、镍污染的土壤也有很好的修复作用，如云麻2号对镉、铜等污染土壤有较好的修复作用。
s3：在4～6月将选取的工业大麻种子进行条播。
其中播种时间可以为4月上旬、4月中旬、4月下旬、5月上旬、5月中旬、5月下旬、6月上旬、6月中旬、6月下旬等但不限于上述列举，可以根据实际土壤的墒情以及当地的气候及天气的情况适当的调整，在云南优选的为5月上旬、5月中旬或5月下旬。
s4：工业大麻苗期进行追肥。
s5：收割成熟的工业大麻，并分别测定工业大麻中铅的含量以及修复后铅污染土壤中铅的含量，当修复后铅污染土壤中铅的含量小于等于80mg/kg时修复成功，若大于80mg/kg则重复步骤s1-s5。测定收获的工业大麻纤维中铅的含量，可以确定此批工业大麻的用途，进一步提高经济价值。
在一可选的实施例中，步骤s1中所述工业大麻种子为纤维型工业大麻种子。
在工业大麻的种植模式中，其中有纤维型、籽用型种植、籽杆兼用型以及花叶型种植等模式，为防止重金属进入食物链本发明使用纤维型种植。纤维型种植的工业大麻在工艺成熟期即纤维成熟期就进行收割。
在一可选的实施例中，步骤s1中所述工业大麻种子可以选自云麻1号、云麻2号、云麻3号、云麻4号、云麻5号、云麻6号、云麻7号、云麻8号、云麻杂2号和云麻杂3号中的一种或多种的工业大麻种子。所述的工业大麻品种遗传资源来源说明：
云麻1号，云南省农业科学院选育而成，2001年7月通过云南省品种审定委员会审定。
云麻2号，云南省农业科学院经济作物研究所选育而成，2007年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻3号，云南省农业科学院经济作物研究所选育而成，2007年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻4号，云南省农业科学院经济作物研究所，2007年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻5号，云南省农业科学院经济作物研究所选育而成，2013年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻6号,云南省农业科学院经济作物研究所选育而成,2014年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻7号,云南省农业科学院经济作物研究所选育而成,2014年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻8号，云南省农业科学院选育而成，2018年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻杂2号，云南省农业科学院经济作物研究所选育而成，2015年通过云南省品种审定委员会审定。
云麻杂3号，云南省农业科学院经济作物研究所选育而成，2015年通过云南省品种审定委员会审定。
选用铅富集能力强的工业大麻品种能够铅富集量，降低修复年限。对于多种重金属复合污染的土壤还可以同时使用多种不同工业大麻间种来修复受重金属污染的土壤。
在一可选的实施例中，所述步骤s2中，所述底肥包括尿素、过磷酸钙、硫酸钾。合理的施肥能够使工业大麻生长更加旺盛，提高对重金属铅的抗性，增加铅富集量。底肥还可以将尿素、过磷酸钙、硫酸钾换为同等含量的复合肥。
所述土壤改良剂包括乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸、有机肥、蚯蚓液中的一种或多种。乙二胺四乙酸二钠(edta-2na，简称edta)是一种常见的人工螯合剂，能够与土壤中的铅螯合，使之活化，提高植物对铅的吸收。柠檬酸是天然小分子有机酸，能降低土壤ph值，有利于植株对重金属铅的吸收。蚯蚓液是含腐殖酸的水溶性肥料。蚯蚓液能促进植物生长并减轻污染物胁迫效应。三者组合使用能够产生协同作用，增强工业大麻对铅的富集作用。
在一可选的实施例中，步骤s2具体包括：
s21：对待修复的铅污染土壤进行深耕、细耙、整平。
s22：每亩施加12～14㎏尿素、20～22㎏过磷酸钙、7～9㎏硫酸钾。其中对铅污染土壤进行深耕、细耙、整平为常规操作。
其中尿素的重量份数可以为12㎏、13㎏、14㎏等但不限于上述列举，可以根据实际土壤肥力进行适当的调整。
其中过磷酸钙的重量份数可以为20㎏、21㎏、22㎏等但不限于上述列举，可以根据实际土壤肥力进行适当的调整。
其中硫酸钾的重量份数可以为7㎏、8㎏、9㎏等但不限于上述列举，可以根据实际土壤的肥力进行适当的调整。
s23：每亩施加17～20kg的乙二胺四乙酸二钠、8～10kg的柠檬酸、50～70kg有机肥、3～5kg蚯蚓液中的一种或多种。其中乙二胺四乙酸二钠的重量份数可以为每亩施加17、18、19、20kg，需配置为2.0mmol/l的水溶液进行施加，还可以根据实际的效果进行适当的调整。
其中柠檬酸的重量份数可以为每亩施加8、9、10kg，需配置为水溶液进行施，具体浓度根据实际情况确定。柠檬酸的重量份数加还可以根据实际的效果进行适当的调整。
其中有机肥的重量份数可以为每亩施加50㎏、55㎏、60㎏、65㎏、70㎏、75㎏、80㎏等但不限于上述列举，可以根据实际的效果进行适当的调整，优选的为55～65㎏，还可以为其他重量份数，例如可以为45～76㎏、65～77㎏或54～60㎏。
其中蚯蚓液的重量份数可以为每亩施加3㎏、3.5㎏、4㎏、4.5㎏、5㎏等但不限于上述列举，可以根据实际的效果进行适当的调整。
在一可选的实施例中，所述步骤s3具体包括：
在4～6月，在待修复的铅污染土壤挖出深4～6cm、行距25～40cm的种植沟，在种植沟中每亩播种1.5～2kg选取的工业大麻种子，条播，然后覆盖厚2～3cm细粒土。
其中行距可以为25cm、30cm、35cm、40cm等但不限于上述列举，可以根据当地实际气候条件及工业大麻生长状况适当的调整，优选的为25～35cm，这样的行距可以为工业大麻的生长提供充足的空间，当工业大麻发芽后能够快速遮盖住这个范围，节约空间，并在保证工业正常大麻生长情况下种植更多的工业大麻，这样能够提高亩生物量从而提高对重金属铅的富集量，减少修复年限。
条播，播种的一种方法，把种子均匀地播成长条，行与行之间保持一定距离,且可以设置小区面积为30-60平方米，在小区与小区之间留有1米的路道，既能保证通风透光，操作亦方便。
播种时间可以根据土地墒情来进行判断，云南一般可以为4～6月，优选的为5月。具体播种时间根据当地具体气候条件、温度、土壤墒情进行适当的调整。
其中墒情是指作物耕层土壤中含水量多寡的情况、土壤湿度的情况，土壤湿度受大气、土质、植被等条件的影响，在灌溉、播种上有参考价值。
每亩播种1.5～2kg工业大麻包衣种子可以为1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2kg等但不限于上述列举，可以根据实际情况进行适当的调整。工业大麻种子的播种量可以保证得到每亩2.5～3.5万株的工业大麻优选的为每亩2.8～3万株，这时工业大麻产量最佳。
按gbjl45-90标准，细粒类土是粒径小于等于0.075mm的颗粒(细粒组)质量大于或等于总质量50％的土；细粒土是粒径大于等于0.075mm但小干60mm的颗粒(粗粒组)含量不大于25％的土。
在一可选的实施例中，所述步骤s4具体包括：
在工业大麻2～3对真叶期进行追肥，每亩施加尿素6～8kg。涝时开沟排水。在墒情不足时还可以按4～10天/次的周期进行浇水补墒，其中追肥施加的尿素的重量份数可以为每亩6、7、8kg等但不限于上述列举，可以根据土地实际肥力进行适当的调整。
其中浇水周期可以为4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天等但不限于上述列举，可以根据土壤墒情进行适当的调整，优选的为5～7天。
按一定的浇水周期浇水能够提高工业大麻纤维的含量及纤维长度。发明人发现在大田试验中工业大麻浇水周期对工业大麻纤维的影响与温室中稍有不同，在大田种植中蒸腾作用更加明显，并结合管理成本得出浇水周期为4～10天，进一步优选的为5～7天。按照本实施方法的浇水周期能够使工业大麻纤维的含量及纤维长度较好，且木质素含量较低，且更加节水。
其中工业大麻怕涝，必须在涝时开沟排水，也可以提前开沟防涝。具体防涝方式可以根据实际气候及天气情况进行调整。
在一可选的实施例中，其中步骤s5具体包括：
s51：在8～9月对工业大麻进行收割。
其中本发明中是在工业大麻工业成熟期即纤维成熟期进行收割，工业大麻的收割时间为8～9月，这时工业大麻是纤维成熟期，即雄株盛花期。收割一般在8月底和9月初就可收获，地上部分采用镰刀或机械从茎基部收割，每捆大约150株，4～5捆搭成一个棚晾干；地下部分可以用锄头或机械挖出，晒干收获即可。
其中在试验阶段测定了工业大麻纤维中铅的含量，发明人惊喜的发现无论铅污染土壤中铅含量为多少工业大麻纤维中铅含量总在20～40mg/kg之间，因此修复铅污染土壤之后无需再对工业大麻中铅含量再进行测量，节约了成本。
其中工业大麻纤维中铅的测定方法为：植物样品在105℃下杀青0.5h，70℃烘箱烘干至恒重，用电子天平称取各部分干质量，烘干样品粉碎后备测，用v(hno3):v(hclo4)＝5:1的混合液进行微波消解、定容。用原子吸收分光光度计法测定样品中的铅的含量。
s52：测定工业大麻修复后铅污染土壤中铅的含量。
s53：当修复后铅污染土壤中铅的含量小于等于80mg/kg时修复成功，若大于80mg/kg则重复步骤s1-s5。其中土壤中铅的测定方法可以使用石墨炉原子吸收分光光度法。
当土壤中铅含量小于80mg/kg时，该土壤已经符合《农用地土壤污染风险管控标准(试行)》的要求，可以种植其他农作物或继续种植工业大麻。重复步骤s1-s5即继续使用工业大麻对该土壤进行铅污染修复，直到该土壤中铅含量达到标准要求。
根据本申请的另一个实施方式，一种用于修复铅污染土壤的工业大麻，由上述任一项修复铅污染土壤的方法种植生长而成。得到的工业大麻具有一定的经济效益。
根据本申请的另一个实施方式，一种修复铅污染土壤工业大麻的应用，其特征在于，将修复过铅污染土壤的工业大麻收割后作为建筑材料。
发明人发现当受污染土壤中铅含量较高时修复过铅污染土壤的工业大麻纤维中的铅含量在20～30mg/kg,当使用螯合剂后铅含量升高，但也30mg/kg左右。因此修复过铅污染土壤的工业大麻可以作为建筑材料使用，完全能够达到环保标准。建筑材料可以是墙纸、地板等。在土壤修复过程中不需要测量工业大麻中铅的含量，节约了检测的成本。与其他修复植物相比工业大麻在修复过铅污染土壤后还能作为建筑材料使用，大大增加经济价值。并且在整个修复过程中都能够产生这种经济价值。
工业大麻纤维中铅的含量大于90mg/kg时不适合作为工业材料，但可用于对其铅含量无要求的其他材料也可以使用修复过铅污染土壤的工业大麻来制造，如污染物处理的过滤材料，如无水处理滤芯等，使用之后可一通处理，节约成本。而其他修复植物一般修复过铅污染土壤后直接灰化处理或使用其他方法进行处理，处理过程还需要一定的经济投入。
实施例1
实验地点：云南省个旧大屯张家寨矿区大田1号地
对云南省个旧大屯张家寨矿区大田土壤进行取样，测定其中铅的含量为280.56mg/kg。
对待修复的铅污染土壤进行深耕、细耙、整平；每亩施加12㎏尿素、20㎏过磷酸钙、7㎏硫酸钾；每亩施加17kg的乙二胺四乙酸二钠、8kg的柠檬酸、50kg有机肥和3kg蚯蚓液。其中乙二胺四乙酸二钠配制为浓度2.0mmol/l的溶液。
在5月7日，在待修复的铅污染土壤挖出深6cm、行距25cm的播种沟，按照每亩播种1.5kg云麻1号工业大麻种子条播，然后覆盖厚2-3cm细粒土。
在工业大麻2对真叶期进行追肥，每亩施加尿素6kg；并开沟排水。
在9月上旬对纤维成熟期的工业大麻进行收割，测定工业大麻修复后土壤中铅的含量，测得铅含量为265.32mg/kg，比修复前减少15.24mg/kg，但还需要重复步骤s1-s5对该受铅污染的土地继续进行修复。经过测定工业大麻纤维中铅的含量为28.30mg/kg。
实施例2
实验地点：云南省个旧大屯张家寨矿区大田2号地
对云南省个旧大屯张家寨矿区大田土壤进行取样，测定其中铅的含量为312.63mg/kg。
对待修复的铅污染土壤进行深耕、细耙、整平；每亩施加13㎏尿素、21㎏过磷酸钙、8㎏硫酸钾；每亩施加18kg的乙二胺四乙酸二钠、9kg的柠檬酸、60kg有机肥、4kg蚯蚓液中的一种或多种。其中乙二胺四乙酸二钠配制为浓度为2.0mmol/l施加的溶液。
在5月16日，在待修复的铅污染土壤挖出深6cm、行距30cm的种植沟，在种植沟中每亩播种1.8kg云麻1号工业大麻种子，条播，然后覆盖厚3cm细粒土。
在工业大麻3对真叶期进行追肥，每亩施加尿素7kg；涝时开沟排水。
在9月上旬对工艺成熟期工业大麻进行收割；测定工业大麻修复后铅污染土壤中铅的含量，测得铅含量为285.07mg/kg，比修复前减少27.56mg/kg；需要重复步骤s1-s5对该受铅污染的土地继续进行修复。经过测定工业大麻纤维中铅的含量为30.89mg/kg
实施例3
实验地点：云南省个旧大屯张家寨矿区大田3号地
对云南省个旧大屯张家寨矿区大田土壤进行取样，测定其中铅的含量为266.31mg/kg，将大田平均分为10个小区，并进行编号为1-10号小区。
对1-10号小区进行深耕、细耙、整平；每亩施加14㎏尿素、22㎏过磷酸钙、9㎏硫酸钾；每亩施加20kg的乙二胺四乙酸二钠、10kg的柠檬酸、70kg有机肥、5kg蚯蚓液。其中乙二胺四乙酸二钠配制为浓度为2.0mmol/l施加的溶液。
在5月25日，在1-10号小区挖出深6cm、行距40cm的种植沟，在种植沟中每亩播种2kg工业大麻种子，条播，然后覆盖厚3cm细粒土，每个小区播种的工业大麻见表1。
在工业大麻3对真叶期进行追肥，每亩施加尿素8kg；开沟排水。
在9月7日对工业大麻进行收割，测定工业大麻修复后铅污染土壤中铅的含量如表1所示，测定工业大麻纤维中铅的含量如表1所示。
表1实施例3中不同小区修复情况
修复铅污染土壤后云麻1号、云麻2号、云麻3号、云麻4号、云麻5号、云麻6号、云麻7号、云麻8号、云麻杂2号和云麻杂3号的纤维均用做建筑材料，其它部分做集中处理。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。