本发明涉及土壤污染修复技术领域，特别涉及一种重金属污染土壤的综合修复方法。
背景技术：
土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生存的重要资源，全球面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关。然而，随着我国工业化、农村集约化和城市化进程的不断加快，受污染的土壤面积不断扩大，土壤污染问题日益严重。
土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。
据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的污染超标率为16.1%。土壤污染不仅严重影响土壤质量以及土地生产力，还可以通过淋滤作用向下渗透污染地下水，并伴随食物链威胁着人类和动植物的健康。特别是，重金属造成的土壤污染，危害大，处理难度大。因此，针对重金属污染土壤的修复技术的研究逐渐成为我国研究的热点之一。
目前，对于土壤重金属的治理方法，主要有物理、化学-物化和生物等方法。开发一种既能去除土壤重金属污染物又能提高土壤养分的重金属污染土壤的综合修复方法具有重要意义。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种重金属污染土壤的综合修复方法，其具有较好的环境友好性，采用生物治理的方式，可有效吸收土壤中所含的重金属。
本发明公开了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
在待修复的重金属污染土壤中播种植物的种子，植物为芥菜或油菜中的至少一种；
在播种植物种子的同时，在植物种子的播种坑中浇入溶磷菌培养液。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其选择芥菜或油菜作为吸收重金属的植物，与溶磷菌混合使用。植物的根系分泌物能够提供溶磷菌生存所需的营养物质，而溶磷菌分泌的各种有机酸，可以将土壤中的重金属溶解转化为可以被植物快速吸收的磷酸盐，从而促进植物对土壤的修复效果。该重金属污染土壤的综合修复方法具有较好的环境友好性，并且对于土壤中的重金属吸收效率较高，吸收范围较广，具有较佳的实用价值。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种重金属污染土壤的综合修复方法进行具体说明。
本发明公开了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.在待修复的重金属污染土壤中播种植物的种子，植物为芥菜或油菜中的至少一种；
s2.在播种植物种子的同时，在植物种子的播种坑中浇入溶磷菌培养液。
溶磷菌在其生长过程中能分泌大量的柠檬酸、草酸、苹果酸等有机酸，这些有机酸一方面能利用羧基、羟基与土壤中重金属发生螯合作用，将不溶的重金属转化为可溶的螯合态重金属，促进植物对其进行吸收；另一方面有机酸能有效溶解磷酸盐矿物产生可溶性磷酸根离子，促进植物对磷的吸收。
其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的含量为(5.0~8.0)×107cfu/ml。溶磷菌包括芽孢杆菌和假单胞菌中的任一种。优选地，在本发明其它较佳实施例中，每个播种坑浇入的溶磷菌培养液的用量为50~100ml。在上述用量范围内，溶磷菌能够与植物形成更好的共生关系，溶磷菌对植物的生长以及吸收重金属均由较佳的促进作用。
可选地，本发明公开了一种重金属污染土壤的综合修复方法还包括：在播种植物的种子之前，先将重金属污染土壤的ph值调节至4~7。为了确保植物和溶磷菌的正常生长，在一些酸性或碱性较大的土壤中进行播种时，需要先将土壤ph调整至合适的范围。其中，对酸性较大的重金属污染土壤的ph值进行调节，是采用草木灰或生石灰进行的；对碱性较大的重金属污染土壤的ph值进行调节，是采用硫酸铝或硫酸铁进行的。在对土壤ph值进行调节的同时，可以增加土壤中的营养物质。
在本发明其它较佳实施例中，播种完成后，定期施放氮肥和磷肥。其中，磷肥为钙镁磷肥，氮肥为硝酸钠或硝酸钾。由于溶磷菌生长过程中分泌大量的有机酸，为了保持土壤的ph值在利于植物生长的范围内，可以通过施放碱性肥料来提高土壤的ph值。钙镁磷肥的溶液为碱性，其难溶于水，但是可以被溶磷菌分泌的有机酸很好地分解后被植物吸收。而硝酸钠或硝酸钾在土壤中，硝酸根被植物根系吸收，从植物根系中置换出碳酸根，碳酸根与过量的有机酸反应来保持土壤ph值。值得注意的是，钙镁磷肥和硝酸钠、硝酸钾应避免同时使用，最好对磷肥和氮肥进行轮流施放，避免二者发生反应。
优选地，植物的种植密度为25~35株/m2。在上述种植条件下，植物的长势较好，同时对土壤中的重金属吸收效果较好。
进一步的，在完成播种后的48h内控制土壤温度为25~35℃。保持温度的方法包括常规的覆膜，加热灯照射等。在播种初期的保温有利于保持溶磷菌的活性，并快速增值，形成菌落。
可选地，重金属污染土壤中的重金属包括镉、铬、铜和铅中的至少一种。本发明所提供的一种重金属污染土壤的综合修复方法对于镉、铬、铜和铅等重金属形成的单一或复合污染均有较佳的治理效果，不仅效率较高，而且适用面较广。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至6~7。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种芥菜的种子，播种密度为30株/m2。
s3.在播种芥菜种子的同时，在芥菜种子的播种坑中浇入100ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为芽孢杆菌，含量为5.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为35℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
实施例2
本实施例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至5~6。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种芥菜的种子，播种密度为20株/m2。
s3.在播种芥菜种子的同时，在芥菜种子的播种坑中浇入50ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为假单胞菌，含量为8.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为35℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
实施例3
本实施例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至4~5。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种芥菜的种子，播种密度为35株/m2。
s3.在播种芥菜种子的同时，在芥菜种子的播种坑中浇入80ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为芽孢杆菌，含量为6.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为25℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
实施例4
本实施例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至6~7。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种油菜的种子，播种密度为30株/m2。
s3.在播种油菜种子的同时，在油菜种子的播种坑中浇入100ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为芽孢杆菌，含量为5.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为30℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
实施例5
本实施例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至6~7。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种油菜的种子，播种密度为20株/m2。
s3.在播种油菜种子的同时，在油菜种子的播种坑中浇入80ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为假单胞菌，含量为7.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为25℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
对比例1
本对比例提供了一种重金属污染土壤的修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至6~7。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种芥菜的种子，播种密度为30株/m2。
s3.将播种坑回填，并定期施加水肥。
对比例2
本对比例提供了一种重金属污染土壤的修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至6~7。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种油菜的种子，播种密度为30株/m2。
s3.将播种坑回填，并定期施加水肥。
对比例3
本对比例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至8~9。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种芥菜的种子，播种密度为30株/m2。
s3.在播种芥菜种子的同时，在芥菜种子的播种坑中浇入100ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为芽孢杆菌，含量为5.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为35℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
对比例4
本对比例提供了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其包括：
s1.将待修复的重金属污染土壤的ph值调节至6~7。
s2.在调节后的重金属污染土壤中播种芥菜的种子，播种密度为30株/m2。
s3.在播种芥菜种子的同时，在芥菜种子的播种坑中浇入100ml溶磷菌培养液。其中，溶磷菌培养液中溶磷菌的溶磷菌为芽孢杆菌，含量为5.0×107cfu/ml。
s4.将播种坑回填，在播种后的48h保持土壤温度为15℃。随后按常规方式种植，定期施加水肥。
试验例
选取9块同等大小的试验田（3m×3m），测试前测定各试验田内土壤中重金属含量，而后将9块试验田分别采用实施例1~5以及对比例1~4的方法进行修复处理，30天后，测定各试验田内土壤的重金属含量，并计算去除率。试验结果如表1所示。
表1.土壤重金属去除试验结果
如表1所示，采用本发明实施例1~5的方法对重金属进行治理，其对于多种重金属的去除率达到50%以上，其中，芥菜对于镉和铅的去除率较高，达到70%左右。对比之下，对比例1和对比例2未采用溶磷菌配合植物吸收，对于重金属的去除效果较差，去除率最高仅达到20.5%。对比例3中土壤碱性较高，不利于植物和溶磷菌的生长，对重金属的去除率有明显的降低。对比例4中，播种之后土壤温度较低，对重金属的去除率也带来了一定的影响，但不及ph值带来的影响明显。
综上所述，本发明公开了一种重金属污染土壤的综合修复方法，其选择芥菜或油菜作为吸收重金属的植物，与溶磷菌混合使用。植物的根系分泌物能够提供溶磷菌生存所需的营养物质，而溶磷菌分泌的各种有机酸，可以将土壤中的重金属溶解转化为可以被植物快速吸收的磷酸盐，从而促进植物对土壤的修复效果。该重金属污染土壤的综合修复方法具有较好的环境友好性，并且对于土壤中的重金属吸收效率较高，吸收范围较广，具有较佳的实用价值。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
1.一种重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，包括：
在待修复的重金属污染土壤中播种植物的种子，所述植物为芥菜或油菜中的至少一种；
在播种所述植物种子的同时，在植物种子的播种坑中浇入溶磷菌培养液。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，所述溶磷菌培养液中溶磷菌的含量为(5.0~8.0)×107cfu/ml。
3.根据权利要求2所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，每个所述播种坑浇入的所述溶磷菌培养液的用量为50~100ml。
4.根据权利要求3所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，所述溶磷菌包括芽孢杆菌和假单胞菌中的任一种。
5.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，还包括在播种所述植物的种子之前，先将所述重金属污染土壤的ph值调节至4~7。
6.根据权利要求5所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，对酸性较大的所述重金属污染土壤的ph值进行调节，是采用草木灰或生石灰进行的；对碱性较大的所述重金属污染土壤的ph值进行调节，是采用硫酸铝或硫酸铁进行的。
7.根据权利要求6所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，播种完成后，定期施放氮肥和磷肥；其中，所述磷肥为钙镁磷肥，所述氮肥为硝酸钠或硝酸钾。
8.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，所述植物的种植密度为25~35株/m2。
9.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，在完成播种后的48h内控制土壤温度为25~35℃。
10.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的综合修复方法，其特征在于，所述重金属污染土壤中的重金属包括镉、铬、铜和铅中的至少一种。
技术总结