CN115780499A - 一种修复锰污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于修复锰污染土壤技术领域，公开了一种修复锰污染土壤的方法，本发明采用。本发明通过将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法能够大大提高锰污染修复效果；同时，通过改良秸秆生物炭改良方法改良的秸秆生物炭一方面可以使制得的秸秆生物炭孔道数量相应増多，比表面积增大，增加生物炭表面‑OH等的官能团，增加对土壤中包括Mn在内重金属的固持效果。另一方面使制得的秸秆生物炭含有较多的碱性官能团，在施用的同时改良酸性土壤如红壤，土壤pH的升高有利于包括Mn在内的重金属形态向稳定的形态转化，降低土壤中锰的生物有效性，减少其对生物毒性，有利于植物的生长，提高作物的产量和品质。
Description
技术领域
本发明属于修复锰污染土壤技术领域，尤其涉及一种修复锰污染土壤的方法。
背景技术
锰污染是指锰对环境的污染。锰是植物必需的微量营养元素。空气中超过500微克/立方米可造成锰中毒。水中二价锰对人、畜和水生生物的毒性很小。地表水一般为8微克/立方米，土壤中锰含量平均值为1000ppm。对土壤含锰影响最大的是来自大气的锰，酸性土壤易受锰污染。锰污染是指人类生产潘动中排放的含锰物质对环境造成的污染。主要污染物是锰的采矿场、冶炼厂、以锰为生产原料的工厂所排放的废水、废渣等。锰作用于人体，主要损害神经系统。锰在地壳中的平均丰度为950ppm，是微量元素中丰度最大的。自然界中没有元素态的锰；然而，现有修复锰污染土壤的方法对锰污染土壤修复效果差；同时，现有修复后的土壤作物的产量低和品质差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有修复锰污染土壤的方法对锰污染土壤修复效果差。
(2)现有修复后的土壤作物的产量低和品质差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种修复锰污染土壤的方法。
本发明是这样实现的，一种修复锰污染土壤的方法包括：
步骤一，探测确定锰污染土壤区域；并检测待修复的锰污染土壤中锰的浸出浓度；根据锰的浸出浓度，选择适合的植物进行种植；
步骤二，在种植区域铺洒改良秸秆生物炭，改良秸秆生物炭的施加量为锰污染土壤质量的7％；
步骤三，将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中，通过商陆和荚果蕨的根系吸收污染土壤中的锰；
步骤四，当商陆生长至地面部生物量最大时，将商陆地上器官从污染土壤上移走，进行无害化处理；当荚果蕨生长至地面部生物量最大时，将荚果蕨地上器官从污染土壤上移走，进行无害化处理；
步骤五，商陆和荚果蕨收割完毕后，重新翻土，重复上述步骤操作，经过多次连续种植和收获后，土壤中的活性锰显著下降。
进一步，所述将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法如下：
(1)对商陆进行育苗；将挑选的南方荚果蕨幼苗按照行距50cm，株距50cm进行移栽，将商陆幼苗移栽到南方商陆之间；
(2)田间管理，每年除草、追肥、病虫害防治，即可完成南方商陆与荚果蕨的套种。
进一步，所述商陆育苗方法：
对商陆种子进行消毒杀菌处理；选择一个篓状容器，在篓状容器内盛3/4体积干净的珍珠岩；
将外种皮破坏的商陆种子均匀撒在篓状容器内的珍珠岩上面，再覆盖薄薄的一层珍珠岩；
接着将篓状容器置于稍大一点的框状容器内，再在框状容器内加少量稀释后的培养溶液，以保持种子发芽所需要的一定的水分和营养元素，并在框状容器上面覆盖一层纱布；
将框状容器连同篓状容器一起置于温度在31℃，光照条件在13小时的培养室内，培育31天即可移植；
往框状容器里加水，直到篓状容器内的珍珠岩全部漂浮在水面上为止；
将商陆幼苗从篓状容器内的培养基质中移出，以完成移植过程。
进一步，所述篓状容器采用的是长方形的塑料篓，其镂空的直径小于珍珠岩的直径；所述框状容器采用的是长方形塑料筐。
进一步，所述田间管理要求土壤疏松,每年进行中耕除草，除草以除早除小除了为原则；
在5月到7下旬结合除草进浅松土，同时加强水份管理，雨季要及时排水，防涝；
追肥2次，3-4月间，穴施生物炭肥，施入量为0.5-1t/亩；
第2次在商陆快速生长期，6月上旬，在坡上方开沟施农家肥，施入量3t/亩；
在8-9月间，砍伐新鲜竹枝条对商陆进行遮阴处理或搭建遮阳网，同时在19:00到第2天早7:00前进行浇水或喷灌，降低林地温度，增加湿度，避免商陆在阳光直射或干旱条件下易发生倒苗，延长生长期3个月。
进一步，所述改良秸秆生物炭改良方法如下：
1)将秸秆在碱性溶液中浸泡49小时，捞出后于低氧或缺氧条件下198℃热解3小时，热解冷却后粉碎，得到改良秸秆生物炭。
进一步，所述当商陆幼苗长至11cm时，剪去商陆幼苗的顶芽。
进一步，所述当荚果蕨幼苗长至13cm时，剪去荚果蕨幼苗的顶芽。
进一步，所述无害化处理包括焚烧和压缩后无害化填埋。
结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
本发明通过将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法能够大大提高锰污染修复效果；同时，通过改良秸秆生物炭改良方法改良的秸秆生物炭一方面可以使制得的秸秆生物炭孔道数量相应増多，比表面积增大，增加生物炭表面-OH等的官能团，增加对土壤中包括Mn在内重金属的固持效果。另一方面使制得的秸秆生物炭含有较多的碱性官能团，在施用的同时改良酸性土壤如红壤，土壤pH的升高有利于包括Mn在内的重金属形态向稳定的形态转化，降低土壤中锰的生物有效性，减少其对生物毒性，有利于植物的生长，提高作物的产量和品质。
第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
本发明通过将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法能够大大提高锰污染修复效果；同时，通过改良秸秆生物炭改良方法改良的秸秆生物炭一方面可以使制得的秸秆生物炭孔道数量相应増多，比表面积增大，增加生物炭表面-OH等的官能团，增加对土壤中包括Mn在内重金属的固持效果。另一方面使制得的秸秆生物炭含有较多的碱性官能团，在施用的同时改良酸性土壤如红壤，土壤pH的升高有利于包括Mn在内的重金属形态向稳定的形态转化，降低土壤中锰的生物有效性，减少其对生物毒性，有利于植物的生长，提高作物的产量和品质。
附图说明
图1是本发明实施例提供的修复锰污染土壤的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法流程图。
图3是本发明实施例提供的改良秸秆生物炭改良方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
如图1所示，本发明提供一种修复锰污染土壤的方法包括以下步骤：
S101，探测确定锰污染土壤区域；并检测待修复的锰污染土壤中锰的浸出浓度；根据锰的浸出浸出浓度，选择适合的植物进行种植；
S102，在种植区域铺洒改良秸秆生物炭，改良秸秆生物炭的施加量为锰污染土壤质量的7％；
S103，将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中，通过商陆和荚果蕨的根系吸收污染土壤中的锰；
S104，当商陆生长至地面部生物量最大时，将商陆地上器官从污染土壤上移走，进行无害化处理；当荚果蕨生长至地面部生物量最大时，将荚果蕨地上器官从污染土壤上移走，进行无害化处理；
S105，商陆和荚果蕨收割完毕后，重新翻土，重复上述步骤操作，经过多次连续种植和收获后，土壤中的活性锰显著下降。
如图2所示，本发明提供的将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法如下：
S201，对商陆进行育苗；将挑选的南方荚果蕨幼苗按照行距50cm，株距50cm进行移栽，将商陆幼苗移栽到南方商陆之间；
S202，田间管理，每年除草、追肥、病虫害防治，即可完成南方商陆与荚果蕨的套种。
本发明提供的商陆育苗方法：
对商陆种子进行消毒杀菌处理；选择一个篓状容器，在篓状容器内盛3/4体积干净的珍珠岩；
将外种皮破坏的商陆种子均匀撒在篓状容器内的珍珠岩上面，再覆盖薄薄的一层珍珠岩；
接着将篓状容器置于稍大一点的框状容器内，再在框状容器内加少量稀释后的培养溶液，以保持种子发芽所需要的一定的水分和营养元素，并在框状容器上面覆盖一层纱布；
将框状容器连同篓状容器一起置于温度在31℃，光照条件在13小时的培养室内，培育31天即可移植；
往框状容器里加水，直到篓状容器内的珍珠岩全部漂浮在水面上为止；
将商陆幼苗从篓状容器内的培养基质中移出，以完成移植过程。
本发明提供的篓状容器采用的是长方形的塑料篓，其镂空的直径小于珍珠岩的直径；所述框状容器采用的是长方形塑料筐。
本发明提供的田间管理要求土壤疏松,每年进行中耕除草，除草以除早除小除了为原则；
在5月到7下旬结合除草进浅松土，同时加强水份管理，雨季要及时排水，防涝；
追肥2次，3-4月间，穴施生物炭肥，施入量为0.5-1t/亩；
第2次在商陆快速生长期，6月上旬，在坡上方开沟施农家肥，施入量3t/亩；
在8-9月间，砍伐新鲜竹枝条对商陆进行遮阴处理或搭建遮阳网，同时在19:00到第2天早7:00前进行浇水或喷灌，降低林地温度，增加湿度，避免商陆在阳光直射或干旱条件下易发生倒苗，延长生长期3个月。
如图3所示，本发明提供的改良秸秆生物炭改良方法如下：
S301，将秸秆在碱性溶液中浸泡49小时，捞出后于低氧或缺氧条件下198°C热解3小时，热解冷却后粉碎，得到改良秸秆生物炭。
本发明提供的当商陆幼苗长至11cm时，剪去商陆幼苗的顶芽。
本发明提供的当荚果蕨幼苗长至13cm时，剪去荚果蕨幼苗的顶芽。
本发明提供的无害化处理包括焚烧和压缩后无害化填埋。
二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
本发明通过将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法能够大大提高锰污染修复效果；同时，通过改良秸秆生物炭改良方法改良的秸秆生物炭一方面可以使制得的秸秆生物炭孔道数量相应増多，比表面积增大，增加生物炭表面-OH等的官能团，增加对土壤中包括Mn在内重金属的固持效果。另一方面使制得的秸秆生物炭含有较多的碱性官能团，在施用的同时改良酸性土壤如红壤，土壤pH的升高有利于包括Mn在内的重金属形态向稳定的形态转化，降低土壤中锰的生物有效性，减少其对生物毒性，有利于植物的生长，提高作物的产量和品质。
三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
本发明通过将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法能够大大提高锰污染修复效果；同时，通过改良秸秆生物炭改良方法改良的秸秆生物炭一方面可以使制得的秸秆生物炭孔道数量相应増多，比表面积增大，增加生物炭表面-OH等的官能团，增加对土壤中包括Mn在内重金属的固持效果。另一方面使制得的秸秆生物炭含有较多的碱性官能团，在施用的同时改良酸性土壤如红壤，土壤pH的升高有利于包括Mn在内的重金属形态向稳定的形态转化，降低土壤中锰的生物有效性，减少其对生物毒性，有利于植物的生长，提高作物的产量和品质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述修复锰污染土壤的方法包括以下步骤：
步骤一，探测确定锰污染土壤区域；并检测待修复的锰污染土壤中锰的浸出浓度；根据锰的浸出浓度，选择适合的植物进行种植；
步骤二，在种植区域铺洒改良秸秆生物炭，改良秸秆生物炭的施加量为锰污染土壤质量的7％；
步骤三，将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中，通过商陆和荚果蕨的根系吸收污染土壤中的锰；
步骤四，当商陆生长至地面部生物量最大时，将商陆地上器官从污染土壤上移走，进行无害化处理；当荚果蕨生长至地面部生物量最大时，将荚果蕨地上器官从污染土壤上移走，进行无害化处理；
步骤五，商陆和荚果蕨收割完毕后，重新翻土，重复上述步骤操作，经过多次连续种植和收获后，土壤中的活性锰显著下降。
2.如权利要求1所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述将商陆幼苗和荚果蕨幼苗以间作的方式，种植到锰污染土壤中方法如下：
(1)对商陆进行育苗；将挑选的南方荚果蕨幼苗按照行距50cm，株距50cm进行移栽，将商陆幼苗移栽到南方商陆之间；
(2)田间管理，每年除草、追肥、病虫害防治，即可完成南方商陆与荚果蕨的套种。
3.如权利要求2所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述商陆育苗方法：
对商陆种子进行消毒杀菌处理；选择一个篓状容器，在篓状容器内盛3/4体积干净的珍珠岩；
将外种皮破坏的商陆种子均匀撒在篓状容器内的珍珠岩上面，再覆盖薄薄的一层珍珠岩；
接着将篓状容器置于稍大一点的框状容器内，再在框状容器内加少量稀释后的培养溶液，以保持种子发芽所需要的一定的水分和营养元素，并在框状容器上面覆盖一层纱布；
将框状容器连同篓状容器一起置于温度在31℃，光照条件在13小时的培养室内，培育31天即可移植；
往框状容器里加水，直到篓状容器内的珍珠岩全部漂浮在水面上为止；
将商陆幼苗从篓状容器内的培养基质中移出，以完成移植过程。
4.如权利要求3所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述篓状容器采用的是长方形的塑料篓，其镂空的直径小于珍珠岩的直径；所述框状容器采用的是长方形塑料筐。
5.如权利要求3所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述田间管理要求土壤疏松，每年进行中耕除草，除草以除早除小除了为原则；
在5月到7下旬结合除草进浅松土，同时加强水份管理，雨季要及时排水，防涝；
追肥2次，3-4月间，穴施生物炭肥，施入量为0.5-1t/亩；
第2次在商陆快速生长期，6月上旬，在坡上方开沟施农家肥，施入量3t/亩。
6.如权利要求5所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，在8-9月间，砍伐新鲜竹枝条对商陆进行遮阴处理或搭建遮阳网，同时在19:00到第2天早7:00前进行浇水或喷灌，降低林地温度，增加湿度，避免商陆在阳光直射或干旱条件下易发生倒苗，延长生长期3个月。
7.如权利要求1所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述改良秸秆生物炭改良方法如下：
1)将秸秆在碱性溶液中浸泡49小时，捞出后于低氧或缺氧条件下198℃热解3小时，热解冷却后粉碎，得到改良秸秆生物炭。
8.如权利要求1所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述当商陆幼苗长至11cm时，剪去商陆幼苗的顶芽。
9.如权利要求1所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述当荚果蕨幼苗长至13cm时，剪去荚果蕨幼苗的顶芽。
10.如权利要求1所述修复锰污染土壤的方法，其特征在于，所述无害化处理包括焚烧和压缩后无害化填埋。
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