农田土壤重金属污染的植物修复技术及工程示范

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1、农田土壤重金属污染的植物修复技术及工程示范　　中图分类号：F407文献标识码：A文章编号：　　湖北省大冶市土壤重金属污染整体水平较高，特别是镍、铜、砷等的污染，超标范围较大，污染程度较高，且污染主要集中在冶炼及开采活动较多的区域。在箕铺镇东角山村、金牛镇下边村选取具有代表性的两块修复示范用地，对解决大冶市重金属污染问题，探索经济、合理、绿色的修复技术和方法有重要意义。　　本研究针对大冶市存在的大范围重金属污染农田，选取位于大箕铺镇东角山村、金牛镇下边村两块具有代表意义的农田共400亩，进行修复示范工程，拟找到一条适合当地社会经济水平的修复重金属污染农田技术

2、。调查发现，大箕铺镇东角山村重金属污染地块中铜、镍的含量超出土壤环境质量三级标准（GB15618-1995），分别为589.00mg/kg、204.30mg/kg，金牛镇下边村重金属污染地块中砷、镍的含量超出土壤环境质量三级标准（GB15618-1995），分别为36.93mg/kg、259.00mg/kg。　　本示范工程拟采取植物-化学联合修复方法，重点对大箕铺镇东角山村地块的铜、镍和金牛镇下边村地块的砷、镍进行修复，土壤修复深度为0.5m。　　1、工程示范目标　　将被重金属污染的区域恢复农田功能，土壤重金属的浓度修复到标准限值，保证农产品安全生产；通过

3、此修复示范工程，探索得到一种适合当地社会经济水平及实际状况的并可用于大面积重金属污染土壤修复的理念和方法。　　综合考虑各目标污染物国家标准、风险计算结果和土壤背景值之间的差异及我国目前土壤修复技术和经济的发展水平现状，本项目的农田土壤修复的标准建议采用土壤环境质量三级标准（GB15618-1995），镍、砷、铜的修复标准分别为200mg/kg、30mg/kg、400mg/kg。　　1.1示范目标　　被重金属污染的农用地通过连续种植超富集植物对重金属提取，将其修复到土壤环境质量三级标准（GB15618-1995）的水平。在最短的时间内最大程度地去除土壤中的重

4、金属（铜，砷和镍），对于修复过程中田地上是否能够产出经济作物以及经济作物的用途则作为第二优先级考虑。　　1.2修复措施　　选择和种植各种适合当地生长的重金属超富集植物，将土壤中的重金属富集到植物内。然后通过植物的收割，将重金属从土壤中去除。收割的生物质进入后续处理过程。辅助措施包括改良土壤的营养结构、pH、氧化还原电位等，通过在土壤中加入温和的螯合化学添加剂等方法，来促进重金属超富集植物对土壤中重金属的吸收。　　1.3种植计划　　种植面积：400亩；　　主要针对提取重金属：砷、镍、铜；　　超富集植物：甘薯高山薯Ipooeadouarrei；　　种植方式：单

5、种，块茎繁殖；　　种植密度：2000株/亩；　　土壤改良的方法：配合灌溉，亩施磷灰石100公斤和EDTA+CA混合螯合剂500升；；　　收获方式：人工+机械收割。　　1.4修复目标：土壤环境质量三级标准（GB15618-1995）　　1.5目标可达性分析　　目前有效的土壤重金属污染修复主要有两种途径。一种是使重金属在土壤中产生沉淀、吸附等一系列反应，改变重金属在土壤中的存在状态，降低其生物有效性，使其钝化，脱离食物链，减小其毒性；另一种是找寻重金属超累积植物，利用植物吸收，降低土壤中重金属含量并辅以一些物理化学手段，例如添加浸提剂将土壤中大部分重金属提取出

6、来再进行集中处理，从而达到修复土壤重金属污染的目的。重金属污染土壤的植物修复技术是一种新兴的绿色生物技术，其在一定意义上是污水生物净化和土地处理工程技术的延伸，代表了重金属污染土壤修复技术创新方向。　　植物提取利用植物根系对目标污染重金属元素的吸收，并经过植物体内一系列复杂的生理生化过程，将重金属元素从根部转运至植物地上部分，再进行收割处理，从而把重金属从污染土壤中去除。该技术适用于大面积推广修复重金属污染场地，而且具有成本低廉，不造成二次污染和美化环境的多重效益。　　2、示范工程内容　　2.1植物修复工程前期工程建设　　（1）土地平整和覆土　　对土壤进行

7、整平和覆土。覆土所用土壤包括心土和表土，心土直接采集于周边山地，表土则来源于水源地被剥离的上层土壤。　　（2）修复示范工程种植区的水土保持和边坡处理　　对于不能覆盖植被的基础设施，如田埂路，需要人工压实，以防降雨冲刷，对于不同种植分区之间的主干路和支干路不能覆盖植被，可考虑使用压实机对其进行压实硬化，并在其表面铺设碎沙石。对于地势较低且不远处有地势较高尾矿库的修复区域，因此需要对修复区域周边进行边坡围墙处理。　　（3）修复示范工程种植区的排灌系统　　对于地势较低，且周边水塘存在污染隐患，优先考虑喷灌技术。项目示范用地附近没有高位水源的自然落差，喷灌用水需要

8、经水泵增压，需要考虑配套的设备包括：动力机、水泵、输水管道和喷头等