探讨动植物联合修复技术用于重金属复合污染土壤修复中的方法

2016-08-04卢伟

大科技 2016年20期

关键词：白三叶动植物蚯蚓

卢伟

（广西云检科技有限公司广西南宁 530022）

探讨动植物联合修复技术用于重金属复合污染土壤修复中的方法

卢伟

（广西云检科技有限公司广西南宁 530022）

本文采用大田试验法，研究动植物联合修复技术的应用效果。结果表明，单独动物修复，Pb、Cu及Cd分别减小8.6%及7.2%和26.4%；说明Cd的富集效果最佳，Cu的富集效果最差；单独植物修复，Pb、Cu及Cd分别减小113.2mg/kg及257.9mg/kg和4.6mg/kg，说明Cu的富集效果最佳，Cd的富集效果最差；而动植物联合修复，Pb、Cu及Cd的含量比单个动物修复及单个植物修复效果优5.0%及7.2%和11.5%。说明单个动物修复及单个植物修复不及动植物联合修复效果明显。

动植物联合修复；重金属复合污染；土壤

前言

重金属污染已成为影响我国环境质量的主要因素，土壤重金属污染主要由镍、汞、锌、镉、砷、铅、铜以及铬这八种金属元素导致，由于重金属污染具有复杂性及普遍性、长期性、不可逆转性等特征，因此很难降解，具有极强的隐蔽性，所以土壤中的重金属复合污染物处理及修复成为国内外研究的重点问题。

1 修复试验资料

1.1 修复试验概况

本研究试验点位于广西省，属于典型的低纬度地区，气候类型多样，雨热资源丰富，年平均日照时间在1800～2037h之间，降雨量充沛。主要将试验区选在广西某地一电子废物长期堆放的地块中，该地实际面积280m2，水稻土，土壤厚10～15cm，土壤酸碱值pH=6.5，土壤有机质含量为4.5g/kg。其中碱解氮含量、速效磷含量以及速效钾含量分别为52mg/kg、40mg/kg以及105mg/kg。通过试验检测，该区域土壤中的主要污染物质为铅以及镉和铜的复合污染，其实际含量分别为122.9mg/kg、2.6mg/kg以及118.7mg/kg。

1.2 单独动物、单独植物及动植物联合修复技术试验过程分析

试验分三个不同阶段，第一阶段为单独动物修复，第二阶段为单独植物修复，第三阶段为动植物联合修复；三个不同阶段在同一试验田中试验。为了确保数据结果科学，对该试验地块的土壤背景值及试验地块面积、修复周期、修复环境下的具体温度及实际气候条件等严格控制，使试验指标相同，且单独动物实验的蚯蚓以同种方式、同批获得，此外三组实验加入的实验因子为同批次同等条件下获得。

①在同一试验田内取三块面积相同的实验区同时实验，确保试验田内各重金属污染程度相同；②保证三组实验外部温度及地面湿度和外部日照等自然条件相同；③三块实验区有效隔离，保证实验结果不被其它组修复实验影响。

1.2.1 单独动物修复试验

在修复区域搭建一个简易连栋大棚，将土壤修复区做成垄状，便于植物种植及蚯蚓投放。试验时间为一年半，在翻耕好的土壤中加入适量蚯蚓食物柠檬渣，将密度为1kg/m2的大平二号蚯蚓种加入其中喂养，试验结束后采用自然光照法收集蚯蚓，并将收集的蚯蚓作为危废科学处理。

1.2.2 单独植物修复试验

主要选黑麦草及白三叶作为试验植物，结合试验的特点及植物生长特性和土壤修复特点，通过间隔条植处理方式，将拌入根瘤菌白三叶种子播入沟中，当白三叶生长到1.5个月后，需进行一次刈割，并及时追肥，当白三叶生长至3个月后，二次刈割并追肥处理，在此修复过程中加入黑麦草修复，如此持续修复周期达到一年半后结束试验，将所有植物焚烧，然后对试验结果对比。

1.2.3 动植物联合修复试验

修复时间为一年半，主要内容为单独动物与单独植物修复的简单叠加处理。试验过程加入蚯蚓及黑麦草、白三叶等不同修复因子，确保蚯蚓数量与单独动物修复的数量相等。然后选用黑麦草及白三叶作为试验植物，通过间隔条植处理方式，将拌入根瘤菌白三叶种子播入沟中，当白三叶生长周期达到1.5个月后，需一次刈割，并及时追肥，生长至3个月后，二次刈割，对其追肥，修复中需采用黑麦草，修复周期为一年半后完成修复，将所有植物焚烧，对试验结果对比。

1.3 污染物检测

试验初始阶段，每一个半月检测一次，将9m2的土地划分为一个检测点，通过梅花式布点技术采样检测，然后在检测中心点位置以辐射状取四个不同检测点检测，每个检测点均重复三次检测，最后将不同检测数据叠加取平均值，检测标准为《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）。

2 单独动、植物修复及动植物联合修复效果

2.1 单独动物修复后蚯蚓体内重金属含量变化

土壤修复时间延长，修复效果减弱，重金属去除越来越困难。从这一变化情况来看，其与土壤中重金属的移除规律完全拟合，土壤修复初期阶段，蚯蚓体内土壤重金属富集量下降幅度较大，因此检测过程中Pb及Cd和Cu的实际含量较高。但随着土壤修复时间延长，Pb及Cd和Cu的含量也开始下降[1]。

图1 单独动物修复后蚯蚓体内重金属含量变化

2.2 单独植物修复后植物体内重金属含量变化

单独植物修复时，土壤中的Pb、Cu及Cd的含量分别减小113.2mg/kg及257.9mg/kg和4.6mg/kg。

图2 单独植物修复时Pb、Cu及Cd的富集效果

试验中发现植物生长良好，未产生重金属中毒现象，从图中的变化情况可发现，重金属并未对植物造成严重影响，且黑麦草的土壤重金属修复效果优于白三叶，在修复中可进行不断割刈[2]。结果说明，单独植物修复，Cu的富集效果最佳，Pb的富集效果最差。

2.3 动植物联合修复效果

单独动物修复时，土壤中的Pb、Cu及Cd分别减小8.6%及7.2%和26.4%，说明单个动物修复时，Cd的富集效果最佳而Cu的富集效果最差。

图3 动植物联合修复效果

为了更直观对比单独动物修复、单独植物修复及植物和动物联合修复效果，通过如表1的试验对比数据说明。

3 结束语

综上所述，土壤污染修中，需采用科学的方式才能达到预期处理效果。研究表明，单个动物修复及单个植物修复效果不及动植物联合修复效果明显，其中Pb、Cu及Cd经过动植物联合修复后，其在土壤中的含量比单个动物修复和单个植物修复效果好5.0%及7.2%和11.5%。因此，采用动植物联合修复技术用于重金属复合污染土壤修复效果显著，值得在实际生活与生产中广泛推广。