本發(fā)明涉及污染土壤修復技術，尤其是涉及一種利用水溶性磷酸鹽、氯化鈉和伴礦景天相結合修復鉛、鎘復合污染土壤的方法。
背景技術：
鉛和鎘是土壤中常見的污染重金屬。這些污染重金屬的主要來源包括有色金屬開采和冶煉及含鉛汽油的使用等。另外，鉛、鎘復合污染土壤也很常見，這類污染土壤主要存在于有色金屬開采或冶煉企業(yè)周圍，如鋅、銅、鉛等金屬的開采和冶煉均可造成土壤鉛、鎘污染。在未污染土壤中，鎘的含量一般在0.1 mg/kg左右，鉛的含量在15-35 mg/kg之間，而有色金屬冶煉企業(yè)附近土壤中的鉛含量常常會達到100-1000 mg/kg，土壤中鎘的含量會達到0.5-5 mg/kg。
土壤中鉛、鎘含量過高，會影響當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)及居民身體健康。主要表現(xiàn)在：（1）抑制植物生長，導致植物體鉛、鎘含量過高。這類例子包括被廣泛報道的“鎘米”及某些地區(qū)出現(xiàn)的鎘超標的小麥等。（2）影響土壤微生物的種類和數(shù)量；（3）土壤鉛、鎘通過食物鏈、呼吸等途徑進入人體，影響當?shù)鼐用窠】?。?）高含量的土壤重金屬可通過地表徑流等途徑進入水體，影響水體質(zhì)量及水生生物健康。
重金屬污染土壤的修復方法有多種，從目前的實際應用來看，換土、穩(wěn)定、植物修復等方法均是重金屬污染土壤較有效的修復方法。
植物提取修復是重金屬污染土壤的修復方法之一，這種方法適合于植物有效性和移動性較高的重金屬，如鎘。植物提取修復，是將植物種植在重金屬污染土壤上，植物生長過程中吸收重金屬后，通過收獲并帶走植物體，達到降低土壤重金屬含量的目的。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種對土壤中鎘有較強吸收能力的植物，如伴礦景天（Sedum plumbizincicola）即是一種對土壤鎘有較強吸收能力的植物。在污染土壤上生長時，伴礦景天地上部鎘含量（干重）可達到50-100 mg/kg左右，植物地上部鎘含量與土壤鎘含量的比值可以達到40-60左右，表明伴礦景天對土壤鎘有明顯的積累特性。然而，伴礦景天雖然是最有效的提取土壤鎘的植物之一，但其對鎘污染土壤的修復效率仍然較低，因為通過收獲伴礦景天，每年僅能帶走土壤中約5%左右的鎘，要使污染土壤中的鎘含量達到安全水平，至少需要十年以上甚至更長時間。
對于有效性較低的鉛元素，可以采用穩(wěn)定的方法來降低其在土壤中的有效性，從而達到降低植物吸收數(shù)量的目的。實踐證明，磷酸鹽是最有效的鉛穩(wěn)定劑。磷酸鹽加入鉛污染土壤后，可以與土壤中的鉛、氯等形成以氯磷酸鉛為主的多種難溶性鉛化合物，從而明顯降低土壤中鉛的有效性，減少鉛從土壤向植物體的轉(zhuǎn)移；雖然磷酸鹽對土壤中的鎘也有一定的穩(wěn)定效果，但該穩(wěn)定效果不如磷酸鹽對鉛的穩(wěn)定效果強。然而，從實際修復效果來看，在鉛污染土壤中施用磷酸鹽后，土壤鉛的有效性下降仍然不多，土壤中鉛仍然有較高的有效性，且土壤中還有較高的磷有效性。
綜上，目前對鉛、鎘復合污染土壤的修復，一般是采用利用磷酸鹽或者其他穩(wěn)定劑同時穩(wěn)定鉛、鎘兩種污染元素的方法，或僅采用植物提取的方法來降低土壤中的鎘含量?，F(xiàn)有采用植物修復的方法雖然可降低土壤中的鎘含量，但效率較低，而且也未考慮土壤中鉛污染的問題；而采用在土壤中加入穩(wěn)定劑，以期同時穩(wěn)定鉛、鎘的方法進行修復，則由于土壤鎘的有效性較高，因此，穩(wěn)定劑對鎘的穩(wěn)定效果較差。
所以截至目前，業(yè)界對于鉛、鎘復合污染土壤尚未有有效且定型的修復方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種修復鉛、鎘復合污染土壤的方法，該方法達到了同時促進植物對鎘的提取和促進磷酸鹽對鉛的穩(wěn)定的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案：
本發(fā)明所述的修復鉛、鎘復合污染土壤的方法是：首先在鉛、鎘污染土壤中施用氯化鈉，之后種植伴礦景天，對土壤中鎘進行提取，以達到降低土壤鎘含量的目的；待伴礦景天收獲后，在土壤中施用水溶性磷酸鹽，以降低土壤中鉛的有效性；具體步驟為：
第一步，于十月份在鉛、鎘復合污染土壤中按1.5 g/m2的用量均勻撒入氯化鈉，翻耕入0~20 cm土層，并適量施入氮、磷肥，之后翻耕；或者將氮、磷肥同時和氯化鈉一起撒在土表并翻耕混入0~20 cm土層中；之后，按一定行距、株距扦插長度約10 cm的伴礦景天枝條，并在伴礦景天生長期進行常規(guī)管理；
第二步，在第二年七月份將伴礦景天收獲；取0~20 cm土層中土壤混合樣品，測定其中全鉛含量，然后根據(jù)下式計算P（磷）用量：
A=C×1.16 (mg /kg) （1）
其中：上式中 C為以mg /kg為單位的0~20 cm土層中土壤全鉛含量的數(shù)值，
A為以kg/hm2為單位的P（磷）用量；
將計算出用量的水溶性磷酸鹽均勻撒在土壤表面，翻耕入0~20 cm土層，保持土壤濕潤60天。
本發(fā)明所用的水溶性磷酸鹽必須為普通過磷酸鈣、重過磷酸鈣等水溶性磷肥，不能是含磷復合肥或難溶性磷肥，如磷酸銨、磷礦粉等。
本發(fā)明的優(yōu)點在于修復方法簡單、易掌握，首先進行鎘的植物提取修復，再進行鉛的磷酸鹽穩(wěn)定，修復效果遠遠好于現(xiàn)有方法，施入鉛、鎘復合污染土壤中的氯既促進了伴礦景天對土壤中鎘的提取，又促進了磷酸鹽對土壤中鉛的穩(wěn)定。
試驗證明，本發(fā)明利用水溶性磷酸鹽穩(wěn)定土壤中鉛時，由于土壤中加入了氯化鈉，可促進磷酸鹽對土壤中鉛的穩(wěn)定（磷酸鹽穩(wěn)定土壤鉛的產(chǎn)物之一是氯磷酸鉛，其組成中含有氯，因此，加入氯可以促進氯磷酸鉛的生成，從而促進磷酸鹽對鉛的穩(wěn)定）；同時由于在復合污染土壤中加入了氯，土壤中鎘的有效性由于得到了氯的促進得以大大提高，提高了伴礦景天對土壤中鎘的提取。
具體實施方式
下面通過具體實例對本發(fā)明做更加詳細的論述。
選擇河南省某地因鉛冶煉形成的鉛、鎘復合污染土壤區(qū)域作為項目區(qū)域。項目區(qū)土地面積為500 m2（寬10 m，長50 m）。2015年10月開始試驗，測定項目區(qū)0~20 cm土壤中全鉛和全鎘含量分別為185和2.10 mg/kg。
1、將項目區(qū)分為10個小區(qū)，小區(qū)長度為項目區(qū)寬度，即10 m；小區(qū)寬度為4 m，每兩個小區(qū)中間留寬度為1 m的保護行，即每個小區(qū)的面積為40 m2。以上10個小區(qū)5個作為處理小區(qū)，另外5個作為對照小區(qū)。10個小區(qū)在項目區(qū)內(nèi)完全隨機排列。
2、氯化鈉用量計算：5×40×1.5=300 g。將以上氯化鈉均勻地分為5份，撒于5個處理小區(qū)土表。根據(jù)土壤肥力測定結果，每小區(qū)需施用尿素0.5 kg，普通過磷酸鈣3 kg。在10個小區(qū)中分別施用0.5 kg尿素和3 kg普通過磷酸鈣。以上肥料均勻撒于土壤表層。之后，將0~20 cm土壤人工翻耕、混合均勻，之后再耙平。
3、在每個小區(qū)內(nèi)，按間隔20 cm沿小區(qū)長邊方向開溝，溝的深度約為5 cm，根據(jù)墑情在溝內(nèi)適當灌水，之后將長度10 cm左右、采集天數(shù)小于5天的伴礦景天枝條扦插入土壤中，并壓實。
4、在伴礦景天生長期間根據(jù)土壤墑情適時灌水，一般10月到12月中旬每15~20天灌水一次，12月下旬到次年3月每25~35天灌水一次，4月到7月每5~10天灌水一次。
5、2016年7月5日收獲伴礦景天。收獲時用鐮刀將伴礦景天貼近地面割下，稱重，之后運到晾曬場晾曬。同時，分別將每個小區(qū)收獲的伴礦景天混合均勻后，從中取出約1 kg作為樣品，依次用自來水和蒸餾水洗滌干凈后烘干，稱重，粉碎，測定各小區(qū)伴礦景天全鎘和全鉛含量。根據(jù)伴礦景天鮮重產(chǎn)量和含水量計算各小區(qū)伴礦景天干重產(chǎn)量。
6、水溶性磷酸鹽用量計算
項目區(qū)土壤全鉛含量為185 mg/kg，因此，根據(jù)式（1），
A=C×1.16 (mg/kg) （1），得到P的用量為185×1.16=214.6 kg/hm2
采用P2O5含量為12%的普通過磷酸鈣，計算出普通過磷酸鈣用量為0.41 kg/m2（轉(zhuǎn)換方法：按磷肥標出的P2O5的含量，根據(jù)P和O的原子量計算，P2O5中P的含量為43.66%。因此，根據(jù)磷肥產(chǎn)品上標注的含量及上文中的A值，計算出磷肥用量。如，過磷酸鈣的P2O5含量為12%，則P含量為5.23%。如P用量為1 kg/hm2，則磷肥用量為19.1 kg/hm2）。因此，每小區(qū)普通過磷酸鈣用量為16.4 kg。
7、按上述用量于7月7日向10個小區(qū)土壤中分別施入普通過磷酸鈣：稱量普通過磷酸鈣16.4 kg，將其均勻撒于地表，用鐵锨翻耕20 cm，使磷肥與土壤混合均勻；
8、由于試驗期間項目區(qū)降雨較多，因此無需灌溉土壤即能保持濕潤。
9、兩個月后（9月7日）采集土樣：從各小區(qū)隨機選取4個點作為采樣點（采樣點距離小區(qū)邊緣0.6 m以上），分別在0~20 cm土層中取重量相同的土樣并混合在一起成為該小區(qū)土壤樣品；將土壤樣品于室內(nèi)風干，過2 mm尼龍篩后，測定DTPA提取態(tài)鉛。
10、修復結果對比
（1）伴礦景天對土壤鎘的提取對比
5個處理小區(qū)伴礦景天中的全鎘含量分別為76.1、92.1、83.6、82.4和92.1 mg/kg，平均值為85.3 mg/kg，標準差為6.86。
5個對照小區(qū)伴礦景天中的全鎘含量分別為66.2、66.3、78.7、76.2和74.4 mg/kg，平均值為72.4 mg/kg，標準差為5.78。
即加氯化鈉處理后，處理小區(qū)植物中鎘含量的平均值比對照值高17.8%。對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明，加氯化鈉處理后的伴礦景天與對照區(qū)域的伴礦景天相比，植物中鎘含量存在顯著差異（p<0.02）。以上含量均為干重含量。
5個處理小區(qū)的伴礦景天的干重產(chǎn)量平均值為0.40 kg/m2，5個對照小區(qū)伴礦景天的干重產(chǎn)量的平均值為0.43 kg/m2。
根據(jù)以上植物產(chǎn)量和鎘含量計算，處理小區(qū)植物的鎘吸收量為34.0 mg/m2，對照小區(qū)植物的鎘吸收量為31.1 mg/m2。處理小區(qū)植物的鎘吸收量比對照小區(qū)高9.32%。以上結果表明，土壤加入氯化鈉后，伴礦景天對土壤鎘的植物提取得到明顯促進。
（2）土壤鉛有效性對比
5個處理小區(qū)土壤鉛的有效性分別為50.9、48.8、49.7、55.4和52.3 mg/kg，平均值為51.4 mg/kg，標準差為2.58；
5個對照小區(qū)土壤鉛的有效性分別為61.3、52.4、60.5、68.9和59.2 mg/kg，平均值為60.5 mg/kg，標準差為5.88。
處理小區(qū)土壤鉛有效性比對照小區(qū)降低了15.0%。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明，處理小區(qū)土壤鉛有效性顯著低于對照小區(qū)（p<0.05）。這表明，土壤中施用氯化鈉后，水溶性磷酸鹽對土壤鉛的穩(wěn)定得到促進。
試驗結果表明，在鉛、鎘復合污染的土壤中施用氯化鈉，再采用伴礦景天和水溶性磷酸鹽共同修復鎘、鉛污染土壤，氯化鈉可以明顯起到促進伴礦景天對土壤中鎘的提取并且促進水溶性磷酸鹽對土壤中鉛穩(wěn)定的雙重目的。