本发明涉及矿区土壤修复技术领域，具体涉及一种矿区镍污染土壤修复方法。
背景技术：
矿区土地镍污染严重，我国矿区镍污染土壤修复后通常用作农业使用，如果修复不完全，镍通过根系进入植物中，导致植物生长不良，对植物造成危害，甚至导致植物死亡。镍可以在植物体内积蓄，当镍积蓄超出正常含量的植物进入食物链时，就会影响动物乃至人类的健康。
目前，我国镍污染土地多数未得到治理，对环境造成巨大的隐患。土壤镍污染具有隐蔽性、滞后性和长期性，对生态环境造成危害，且镍是迁移性污染物，镍进入土壤中后，被污染的土壤范围逐渐扩大。
现有技术中对于镍污染土地的修复技术主要包括微生物去除法，化学法（药剂洗涤、热分解等），物理法（电流使带电粒子迁移等）以及种植植物，大量的方法还处于实验室研究阶段，现场实施较困难，同时，现有镍污染土地处理技术工艺相对落后，导致了镍污染土地修复效率低、成本高，二次污染及环境风险大的问题。
矿区的土地凹凸不平，土壤含镍量差异较大，因此在对土壤进行修复时，需要进行土壤样品采集和分析测试。采集土壤样品时，由于土壤含镍量差异太大，传统的“S”或者“对角线”法很难反应土壤含镍量的实际情况，目前对镍污染土壤进行修复时，没有充分考虑土壤含镍量的空间差异性，在土壤样品采集和修复上没有考虑空间差异性，存在一定不足。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种矿区镍污染土壤修复方法，修复效率高、成本低，无二次污染，因地制宜，能更加精准快速的修复矿区镍污染土壤，有效阻止镍在土壤中迁移，防止土壤污染范围扩大，并且在土壤修复过程中长期为土壤提供营养元素，提高土壤的可利用价值。
本发明所采用的技术方案是：一种矿区镍污染土壤修复方法，首先采用网格多点法进行土壤样品采集，然后对所采集的土壤样品的镍含量进行测定，并依据土壤镍含量测定结果将土壤划分等级，然后翻耕镍污染土壤表层厚10-18cm的土壤，再根据所划分的土壤等级施撒对应用量的土壤修复剂和缓释颗粒，最后对镍污染土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤相对湿度达85％以上，并保持该相对湿度10～20天即可，所述土壤修复剂是由吸附载体和吸附于所述载体上的有效活菌组成，且每克土壤修复剂中含有的有效活菌总数为（5～150）×108CFU；所述有效活菌由盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌混合组成，且盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌的有效活菌数比例为1.5～2：1～2：2～3.5，所述吸附载体是由椰糠、硅藻土和膨润土按照重量比1：2：1混合制成；
所述缓释颗粒按照重量比是由120～140份亚麻籽饼粕、50～60份牡丹籽壳、100～120份秸秆、30～40份竹炭粉和150～200份改性米糠蛋白溶液制成，所述改性米糠蛋白溶液按照重量比是由10-15份米糠蛋白与100-120份蒸馏水混合后依次加入0.5～1份谷氨酰胺转氨酶和0.1～0.2份二甲酸钾在45～50℃温度下加热2h制得。
所采用的网格多点法中的网格尺寸为（10～45）m×（10～45）m。
所述缓释颗粒的具体制备方法为：按照上述重量比称取亚麻籽饼粕、牡丹籽壳、秸秆、竹炭粉、米糠蛋白、蒸馏水、谷氨酰胺转氨酶和二甲酸钾，将称取的牡丹籽壳和秸秆混合后放入粉碎机中粉碎为200～400目的粉末，将得到的粉末与竹炭粉、亚麻籽饼粕混合后烘干，然后置于造粒机中造粒，得到混合颗粒，再取米糠蛋白和蒸馏水混合后加入谷氨酰胺转氨酶和二甲酸钾并加热至45～50℃，保持该温度2小时，得到改性米糠蛋白溶液，再将改性米糠蛋白溶液喷涂到混合颗粒上，烘干后即制得缓释颗粒。
所述依据土壤镍含量测定结果将土壤划分等级是指：依据土壤镍含量测定结果，将土壤划分为五个等级，一级土壤的土壤镍含量低于9.5mg/kg，二级土壤的土壤镍含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三级土壤的土壤镍含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四级土壤的土壤镍含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五级土壤的土壤含镍量不低于56mg/kg；
所述五个等级的土壤中所施加的土壤修复剂和缓释颗粒量为：网格内的土壤为一级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩3～4kg，缓释颗粒的施撒量为每亩250～450kg；网格内的土壤为二级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩4～6kg，缓释颗粒的施撒量为每亩450～650kg；网格内的土壤为三级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩6～8kg，缓释颗粒的施撒量为每亩650～850kg；网格内的土壤为四级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩8～10kg，缓释颗粒的施撒量为每亩850～1050kg；网格内的土壤为五级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩10～12kg，缓释颗粒的施撒量为每亩1050～1250kg。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、本发明能在短时间内修复镍污染土壤，提高土壤肥力，修复效率高，成本低，无二次污染，可以恢复煤矿塌陷区镍污染土壤的使用功能；
二、采用网格多点采样法进行土壤样品的采集，分级施撒土壤修复剂和缓释颗粒，克服了矿区土壤含镍量空间差异大的缺点，达到了准确修复的效果，并且降低成本，能快速均匀提高土壤肥力；
三、通过施撒土壤修复剂和缓释颗粒对土壤进行修复，使得修复后的土壤可用作农业耕地，并可为微生物和植物提供有效的营养元素；
四、本发明中使用的土壤修复剂可以有效改善镍在土壤中的存在形态，使用该土壤修复剂对镍污染土壤进行修复后，修复后的土壤可以用作农业种植，可以降低镍通过根系进入植物中的量，同时大大降低了镍在植物中的积累量，该土壤修复剂中使用的吸附载体通透性、保水能力及营养供给能力俱佳，能有效保持有效活菌的活性，且该土壤修复剂能降低土壤中镍的活性，固持土壤中的镍，有效阻止镍迁移，使镍污染土壤范围不会进一步扩大；
五、本发明中使用的缓释颗粒能为土壤提供营养元素并减少土壤中镍粒子的移动性，缓释颗粒中的亚麻籽油饼粕能为土壤提供多种元素，能有效改善土壤的物理性状，克服矿区镍污染土壤坚硬物理结构差的缺点，该缓释颗粒能缓慢分解，延长作用期，米糠蛋白在谷氨酰胺转氨酶和二甲酸钾共同作用下改性，有利于蛋白质分子的展开，并催化蛋白质多肽发生分子内和分子间发生共价交联，具体表现为黏度增大，具有较高的剪切力抵抗性和胶粘性，使得制成的改性米糠蛋白溶液对混合颗粒包覆后，在混合颗粒外层形成缓慢分解的蛋白层，长期为土壤提供营养元素；
六、通过施用土壤改良剂和缓释颗粒，使有机和生物相结合，速效和缓效相结合，优势互补，达到彻底修复煤矿塌陷区镍污染土壤的效果。
具体施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，本发明的保护范围不局限于以下实施例。实施本发明的过程、条件、试剂等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
一种矿区镍污染土壤修复方法，包括以下步骤：
（1）采用网格多点采样法进行土壤样品的采集，采集深度为10cm；
（2）对所采集的土壤样品的镍含量进行测定，并依据土壤镍含量测定结果将土壤划分为五个等级，一级土壤的土壤镍含量低于9.5mg/kg，二级土壤的土壤镍含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三级土壤的土壤镍含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四级土壤的土壤镍含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五级土壤的土壤含镍量不低于56mg/kg；
（3）按照重量比1：2：1取椰糠、硅藻土和膨润土后混合制成吸附载体，然后取盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌并与吸附载体混合以制成土壤修复剂，其中，盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌的有效活菌数比例为1.5：1：2，所述的土壤修复剂中，每克土壤修复剂中含有的有效活菌总数为5×108CFU；
（4）按照重量比取10份米糠蛋白与100份蒸馏水混合后再加入0.5份谷氨酰胺转氨酶以及0.1份二甲酸钾在45℃温度下加热2h，得到改性米糠蛋白溶液，再按照重量比称取120份亚麻籽饼粕、50份牡丹籽壳、100份秸秆、30份竹炭粉和150份改性米糠蛋白溶液，将称取的牡丹籽壳和秸秆混合后放入粉碎机中粉碎为200目的粉末，将得到的粉末与竹炭粉、亚麻籽饼粕混合后烘干，然后置于造粒机中造粒，得到混合颗粒，最后将改性米糠蛋白溶液喷涂到混合颗粒上，烘干后即制得缓释颗粒；
（5）翻耕镍污染土壤表层厚10cm的土壤，并根据所划分的土壤等级施撒对应用量的土壤修复剂和缓释颗粒，网格内的土壤为一级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩3kg，缓释颗粒的施撒量为每亩250kg；网格内的土壤为二级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩4kg，缓释颗粒的施撒量为每亩450kg；网格内的土壤为三级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩6kg，缓释颗粒的施撒量为每亩650kg；网格内的土壤为四级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩8kg，缓释颗粒的施撒量为每亩850kg；网格内的土壤为五级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩10kg，缓释颗粒的施撒量为每亩1050kg；
（6）对镍污染土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤相对湿度达85％以上，并保持该相对湿度10天。
本实施例中，步骤（1）中的网格尺寸为10m×10m。
实施例2
一种矿区镍污染土壤修复方法，包括以下步骤：
（1）采用网格多点采样法进行土壤样品的采集，采集深度为14cm；
（2）对所采集的土壤样品的镍含量进行测定，并依据土壤镍含量测定结果将土壤划分为五个等级，一级土壤的土壤镍含量低于9.5mg/kg，二级土壤的土壤镍含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三级土壤的土壤镍含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四级土壤的土壤镍含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五级土壤的土壤含镍量不低于56mg/kg；
（3）按照重量比1：2：1取椰糠、硅藻土和膨润土后混合制成吸附载体，然后取盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌并与吸附载体混合以制成土壤修复剂，其中，盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌的有效活菌数比例为1.5：2：3，所述的土壤修复剂中，每克土壤修复剂中含有的有效活菌总数为80×108CFU；
（4）按照重量比取13份米糠蛋白与110份蒸馏水混合后再加入0.7份谷氨酰胺转氨酶以及0.15份二甲酸钾在47℃温度下加热2h，得到改性米糠蛋白溶液，再按照重量比称取130份亚麻籽饼粕、55份牡丹籽壳、110份秸秆、35份竹炭粉和175份改性米糠蛋白溶液，将称取的牡丹籽壳和秸秆混合后放入粉碎机中粉碎为300目的粉末，将得到的粉末与竹炭粉、亚麻籽饼粕混合后烘干，然后置于造粒机中造粒，得到混合颗粒，最后将改性米糠蛋白溶液喷涂到混合颗粒上，烘干后即制得缓释颗粒；
（5）翻耕镍污染土壤表层厚14cm的土壤，并根据所划分的土壤等级施撒对应用量的土壤修复剂和缓释颗粒，网格内的土壤为一级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩3.5kg，缓释颗粒的施撒量为每亩350kg；网格内的土壤为二级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩5kg，缓释颗粒的施撒量为每亩550kg；网格内的土壤为三级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩7kg，缓释颗粒的施撒量为每亩750kg；网格内的土壤为四级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩9kg，缓释颗粒的施撒量为每亩950kg；网格内的土壤为五级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩11kg，缓释颗粒的施撒量为每亩1150kg；
（6）对镍污染土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤相对湿度达85％以上，并保持该相对湿度15天。
本实施例中，步骤（1）中的网格尺寸为25m×25m。
实施例3
一种矿区镍污染土壤修复方法，包括以下步骤：
（1）采用网格多点采样法进行土壤样品的采集，采集深度为18cm；
（2）对所采集的土壤样品的镍含量进行测定，并依据土壤镍含量测定结果将土壤划分为五个等级，一级土壤的土壤镍含量低于9.5mg/kg，二级土壤的土壤镍含量不低于9.5mg/kg且低于20 mg/kg，三级土壤的土壤镍含量不低于20 mg/kg且低于38 mg/kg，四级土壤的土壤镍含量不低于38mg/kg且低于49mg/kg，五级土壤的土壤含镍量不低于56mg/kg；
（3）按照重量比1：2：1取椰糠、硅藻土和膨润土后混合制成吸附载体，然后取盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌并与吸附载体混合以制成土壤修复剂，其中，盐单胞菌、胶质芽胞杆菌和云芝栓孔菌的有效活菌数比例为2： 2：3.5，所述的土壤修复剂中，每克土壤修复剂中含有的有效活菌总数为150×108CFU；
（4）按照重量比取15份米糠蛋白与120份蒸馏水混合后再加入1份谷氨酰胺转氨酶以及0.2份二甲酸钾在50℃温度下加热2h，得到改性米糠蛋白溶液，再按照重量比称取140份亚麻籽饼粕、60份牡丹籽壳、120份秸秆、40份竹炭粉和200份改性米糠蛋白溶液，将称取的牡丹籽壳和秸秆混合后放入粉碎机中粉碎为400目的粉末，将得到的粉末与竹炭粉、亚麻籽饼粕混合后烘干，然后置于造粒机中造粒，得到混合颗粒，最后将改性米糠蛋白溶液喷涂到混合颗粒上，烘干后即制得缓释颗粒；
（5）翻耕镍污染土壤表层厚18cm的土壤，并根据所划分的土壤等级施撒对应用量的土壤修复剂和缓释颗粒，网格内的土壤为一级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩4kg，缓释颗粒的施撒量为每亩450kg；网格内的土壤为二级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩6kg，缓释颗粒的施撒量为每亩650kg；网格内的土壤为三级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩8kg，缓释颗粒的施撒量为每亩850kg；网格内的土壤为四级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩10kg，缓释颗粒的施撒量为每亩1050kg；网格内的土壤为五级土壤时，土壤修复剂的施撒量为每亩12kg，缓释颗粒的施撒量为每亩1250kg；
（6）对镍污染土地进行灌溉，灌水深度为20cm以上，土壤相对湿度达85％以上，并保持该相对湿度20天。
本实施例中，步骤（1）中的网格尺寸为45m×45m。