1.本发明涉及砷污染土壤的修复治理技术领域，特别是涉及高原高背景砷污染土壤的修复治理方法。
背景技术：
2.砷污染是指由砷或其化合物所引起的环境污染，砷和含砷金属的开采、冶炼，用砷或砷化合物做原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程，都可产生含砷废水、废气和废渣，对环境造成污染，元素砷的毒性极低，但砷化物均有毒性，砷污染土壤修复主要通过改变污染土壤中砷的存在形态，使其由活化态转化为稳定态，以此降低砷在环境中的迁移性和生物可利用性，减弱其对植物和动物的毒性。
3.实际研究和实践过程中，发现一些植物有着较高的富集或耐受重金属的能力，可以在重金属污染土壤上生长，因此可以选取适合的植物来吸收污染土壤中的砷化物，但是由于高原平均海拔4500米以上，高寒缺氧，气候干燥，一般用来作为超积累植物的蜈蚣草、粉叶蕨、蓉草等亚热带、温带植物无法正常生长，而普通的耐寒植物与超积累植物相比，富集重金属的能力也较低，为此我们提出高原高背景砷污染土壤的修复治理方法。
技术实现要素：
4.为了克服现有技术的不足，本发明提供高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，通过间作套种印度芥菜和土壤调节植物，并配合投放微生物的方式，避免了由于高原平均海拔4500米以上，高寒缺氧，气候干燥，一般用来作为超积累植物的蜈蚣草、粉叶蕨、蓉草等亚热带、温带植物无法正常生长，而普通的耐寒植物与超积累植物相比，富集重金属的能力也较低的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，该方法包括步骤如下：
6.步骤s1：将土地划分为作业区，对作业区内的土壤进行翻土作业，使土壤表面的平整度降低；
7.步骤s2：将类壤土基质剂、基材和试验用混合籽种按比例混合搅拌，利用空压机喷撒在土壤表面，在砷污染的土壤上方形成类壤土底表层；
8.步骤s3：将hdpe膜覆盖在作业区的表面，降低蒸腾作用对水分的消耗；
9.步骤s4.a：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为碱性；
10.步骤s4.b：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为酸性；
11.步骤s5.a：排列种植强耐盐碱型柽柳丛，降低土壤碱性，以获得中性砷污染土壤；
12.步骤s5.b：排列种植耐酸型高原灌丛杜鹃，降低土壤酸性，以获得中性砷污染土壤；
13.步骤s6：以间作套种的方式，将抗寒性印度芥菜种植在土壤调节植物之间；
14.步骤s7：定期添加磷石膏、螯合剂和铁细菌，提高印度芥菜对砷化合物的吸收。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述类壤土基质剂与各基材质量配比为种植土58％、蛭石14％、草木灰11％、有机肥7％、泥炭5％、根部缓释肥2.1％、固化剂1.5％、微量元素液态肥1.4％，所述每立方米种植土中添加有硫酸铵250克、磷酸二铵500—600克、硫酸钾250克、65％代森锌粉剂50—60克。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述实验用混合籽种为灌木和草本植物，所述混合比例为4:6，均经过催芽处理。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述hdpe膜表面整列分布有透气孔。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述砷污染土壤为酸性或碱性土壤时，需要使用耐酸或耐碱植物以间作套种的方式种植在作业区，所述土壤酸碱度调节至6～7左右时可能正常种植。
19.作为本发明的一种优选技术方案，所述耐酸和耐碱植物需要选用能够适用高原环境的灌丛。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述印度芥菜品种的耐寒性顺序为：rm
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110＞rk
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05
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1＞prb
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2004＞jmwr
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941＞rh
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9902。
21.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
22.本发明利用柽柳丛和灌丛杜鹃能够在高原地区生长并调节土地酸碱度的特点，使原本需要种植在中性土壤上的超积累植物印度芥菜能够种植在高原砷污染的土壤中，并在hdpe膜的保护下形成适合铁细菌等微生物适合生存的环境，通过微生物将砷化合物氧化分解为无机砷和砷化氢，进而改变砷的毒性，提高印度芥菜对砷化物的吸收，同时还有防治土地盐碱化、土地酸化、土地沙化、提高植被覆盖率等效果，适用于高原位置的轻、中度砷污染土壤的修复和治理。
附图说明
23.图1为本发明的植物修复方法的流程图。
具体实施方式
24.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
25.实施例：
26.请参阅图1，高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，该方法包括步骤如下：
27.步骤s1：将土地划分为作业区，对作业区内的土壤进行翻土作业，使土壤表面的平整度降低；
28.步骤s2：将类壤土基质剂、基材和试验用混合籽种按比例混合搅拌，利用空压机喷撒在土壤表面，在砷污染的土壤上方形成类壤土底表层；
29.步骤s3：将hdpe膜覆盖在作业区的表面，降低蒸腾作用对水分的消耗；
30.步骤s4.a：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为碱性；
31.步骤s4.b：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为酸性；
32.步骤s5.a：排列种植强耐盐碱型怪柳从，降低土壤碱性，以获得中性砷污染土壤；
33.步骤s5.b：排列种植耐酸型高原灌丛杜鹃，降低土壤酸性，以获得中性砷污染土壤；
34.步骤s6：以间作套种的方式，将抗寒性印度芥菜种植在土壤调节植物之间；
35.步骤s7：定期添加磷石膏、螯合剂和铁细菌，提高印度芥菜对砷化合物的吸收；
36.本发明通过使用空压机在砷污染的土地表面喷洒类壤土基质剂、基材和试验用混合籽种的混合物，使砷污染土壤上层形成类土壤表层，再使用hdpe膜将类土壤表层包裹起来，起到保温和保湿的效果，7
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10天后，由于此时种子还未长出发达的根系，砷污染的土壤未对植物的正常生长造成影响，11
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20天后，种入类土壤表层的不同植物的种子的根系开始向砷污染土壤内蔓延，此时若土壤是ph值小于6的酸性土壤，种入的植物大多会出现根系生长明显受阻，根短小，出现畸形卷曲，脆弱易断，植株出缺钙和缺铁的症状，通过种植耐酸植物高原灌丛杜鹃，并配合使用石灰对ph进行调节，此时若土壤是ph值于大于7的碱性土壤，种入的植物大多会出现生理干旱，植物吸收水分困难，根系及不能从土壤吸收足够的水分，甚至还导致水分从根细胞外渗，使植物脱水的症状，通过种植能在含盐量1％的重盐碱地上生长的耐盐碱植物柽柳怪柳丛，并配合使用磷酸钙和硫酸亚铁对pph进行调节，将土壤的phph值调节至6
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7左右，即可间作套种超积累植物印度芥菜，并定期添加促进印度芥菜根系生长的磷石膏和螯合剂，同时向土壤内添加铁细菌等能够对砷化物进行分解的微生物，将砷化物分解为印度芥菜容易吸收的无机砷和砷化氢，从而达到成对砷污染土壤进行治理和修复的目的。
37.在其他实施例中，类壤土基质剂与各基材质量配比为种植土58％、蛭石14％、草木灰11％、有机肥7％、泥炭5％、根部缓释肥2.1％、固化剂1.5％、微量元素液态肥1.4％，每立方米种植土中添加有硫酸铵250克、磷酸二铵500—600克、硫酸钾250克、65％代森锌粉剂50—60克；
38.通过使用类壤土基质剂和基材混合的类壤土表层，使根系不发达或根系较为脆弱的实验用混合籽种和土壤调节植物能够预先在类壤土表层内进行生长，从而达到避免土壤酸碱度不符合植物的生长条件或坤砷污染过于严重，导致实验用混合籽种和土壤调节植物死亡的问题。
39.在其他实施例中，实验用混合籽种为灌木和草本植物，混合比例为4:6，均经过催芽处理；
40.由于乔木对水分、热量的要求要高于灌草植被，平均海拔4500米的高度气温处于极寒状态，不能供给乔木生长所需要的基本热量条件，因此在实验用混合籽种中没有加入酸碱反应性状更为明显的乔木。
41.在其他实施例中，hdpe膜表面整列分布有透气孔；
42.由于hdpe(高密度聚乙烯)具有耐磨、电绝缘性、韧性及耐寒性较好、化学稳定性好、耐酸、碱和各种盐类的腐蚀，且薄膜对水蒸气和空气的渗透性小，吸水性低，使hdpe膜覆盖在类壤土表层时能够有效减少土壤中水分和温度的流失，提高了实验用混合籽种和土壤调节植物在低温缺水的高原环境下的成活率。
43.在其他实施例中，砷污染土壤为酸性或碱性土壤时，需要使用耐酸或耐碱植物以
间作套种的方式种植在作业区，土壤酸碱度调节至6～7左右时可能正常种植；
44.通过充分利用种植空间和资源的间作套种模式，将根系较短的印度芥菜和根系较深的柽柳怪柳丛或灌丛杜鹃搭配种植，在土壤中各取所需，充分利用高原较为贫瘠的土壤中的养分和水分，且通过套种操作，使后种的印度芥菜能够生长在酸碱适合的土壤上，促进印度芥菜根系的生长发育。
45.在其他实施例中，耐酸和耐碱植物需要选用能够适用高原环境的灌丛；
46.由于灌丛杜鹃是耐干旱，耐酸，且养分要求低的灌木，因此灌丛杜鹃适合作为酸土调节植物来种植，由于柽柳是一种耐高温和严寒，耐干旱，抗风耐碱，主侧根都极发达的灌木，因此柽柳怪柳适合作为碱土调节植物来种植，且两种植物都能够开出花朵，对美化周围环境景观有一定的帮助。
47.在其他实施例中，印度芥菜品种的耐寒性顺序为：rm
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2004＞jmwr
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48.根据实际操作时的高原海拔和所处地理位置的气候变化，对当前条件下种植的印度芥菜的品种进行选择，低海拔地区能够选种rm
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1两种耐低温较差的品种，中海拔地区能够选种prb
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941两种耐低温较好的品种，高海拔地区只能种植耐低温能力强的rh
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9902品种。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。技术特征：
1.高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：步骤s1：将土地划分为作业区，对作业区内的土壤进行翻土作业，使土壤表面的平整度降低；步骤s2：将类壤土基质剂、基材和试验用混合籽种按比例混合搅拌，利用空压机喷撒在土壤表面，在砷污染的土壤上方形成类壤土底表层；步骤s3：将hdpe膜覆盖在作业区的表面，降低蒸腾作用对水分的消耗；步骤s4.a：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为碱性；步骤s4.b：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为酸性；步骤s5.a：排列种植强耐盐碱型柽柳丛，降低土壤碱性，以获得中性砷污染土壤；步骤s5.b：排列种植耐酸型高原灌丛杜鹃，降低土壤酸性，以获得中性砷污染土壤；步骤s6：以间作套种的方式，将抗寒性印度芥菜种植在土壤调节植物之间；步骤s7：定期添加磷石膏、螯合剂和铁细菌，提高印度芥菜对砷的吸收。2.根据权利要求1所述的高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：所述类壤土基质剂与各基材质量配比为种植土58％、蛭石14％、草木灰11％、有机肥7％、泥炭5％、根部缓释肥2.1％、固化剂1.5％、微量元素液态肥1.4％，所述每立方米种植土中添加有硫酸铵250克、磷酸二铵500—600克、硫酸钾250克、65％代森锌粉剂50—60克。3.根据权利要求1所述的高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：所述实验用混合籽种为灌木和草本植物，所述混合比例为4:6，均经过催芽处理。4.根据权利要求1所述的高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：所述hdpe膜表面整列分布有透气孔。5.根据权利要求1所述的高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：所述砷污染土壤为酸性或碱性土壤时，需要使用耐酸或耐碱植物以间作套种的方式种植在作业区，所述土壤酸碱度调节至6～7左右时可能正常种植。6.根据权利要求5所述的高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：所述耐酸和耐碱植物需要选用能够适用高原环境的灌丛。7.根据权利要求1所述的高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，其特征在于：所述印度芥菜品种的耐寒性顺序为：rm
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2004＞jmwr
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9902。
技术总结
本发明公开了高原高背景砷污染土壤的修复治理方法，该方法包括步骤如下：步骤S1：将土地划分为作业区；步骤S2：将类壤土基质剂、基材和试验用混合籽种按比例混合搅拌，利用空压机喷撒在土壤表面；步骤S3：将HDPE膜覆盖在作业区的表面；步骤S4.A：根据使用籽种的生长发育状态，得出作用区内的土壤为碱性；步骤S5.A：排列种植强耐盐碱型柽柳丛；步骤S6：以间作套种的方式，将抗寒性印度芥菜种植在土壤调节植物之间；步骤S7：定期添加磷石膏、螯合剂和铁细菌，提高印度芥菜对砷的吸收，本方法同时还具有防治土地盐碱化、土地酸化、土地沙化、提高植被覆盖率等效果，适用于高原位置的轻、中度砷污染土壤的修复和治理。污染土壤的修复和治理。污染土壤的修复和治理。
技术研发人员：邱城 刘能斌 刘青海 宋正国 余耀斌 张飞龙 李继荣 潘崇双 张唐伟 吴雪莲 黄利英
受保护的技术使用者：湖南省国匠环境科技有限公司
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/9/13
声明：
“高原高背景砷污染土壤的修复治理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：湖南省国匠环境科技有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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