本发明属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法。
背景技术：
土壤是重要的农业生产资源，农田土壤重金属污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多，是重要的民生问题。植物修复具费用低、二次污染低等优点，是农田土壤修复目前最有发展前景的修复方法之一。植物修复技术是通过重金属经超富集植物根系吸收后，转移、储存到植物茎叶，通过收割茎叶，达到去除土壤重金属元素的目的。植物修复机理表现为：①根系对重金属的活化和吸收，植物根际分泌物含低分子有机酸、铁载体、酚类化合物及质子等，可活化根际重金属或与重金属形成络合物，促进对重金属的吸收；②超富集植物对重金属运转，重金属从植物根系进入到植物体内，完成对重金属从根部到地上部的输运；③地上部分对重金属的耐性和富集，超富集植物通过改变、抑制重金属的物化活性来实现解毒。
大叶蒲公英对土壤中的重金属铬污染物具有较强的富集作用，现有技术中已经出现将大叶蒲公英种植于重金属铬污染土壤，以达到去除土壤中铬污染物的目的。然而，由于大多数重金属污染土壤的污染物种类复杂，大叶蒲公英对土壤中其他种类污染物的富集效果有限，造成了其应用受到限制。
另外，土壤中铬主要以cr(iii)和cr(vi)形式存在，cr(iii)主要以cr(h2o)63+、cr(oh)2+、cro2-形式存在于土壤矿物质中，稳定性强，极易被土壤胶体吸附或形成沉淀，从而被蒲公英吸收富集；而cr(vi)活性高、不稳定、极易溶于水，通常以cr2o72-和cro42-形式存在于土壤中，由于其不易被蒲公英吸收富集，从而造成蒲公英修复效果受到影响。
技术实现要素：
为克服以上技术问题，本发明提供了一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法，本发明综合利用多种修复方法，重金属修复率高，对重金属污染土壤的改良具有较好的效果，而且可实现蒲公英的高产栽植，具有较高的现实价值以及广阔的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法，包括以下步骤：
(1)设置隔离层：在地表下方不少于40cm的深度设置一层隔离层，避免土壤中的重金属下渗造成地下水污染；
(2)钝化固定：向重金属污染土壤中添加钝化剂，翻耕均匀，反应15～20天；
(3)活化土壤：向钝化后的土壤中加入生物活化剂，翻耕均匀，保持土壤湿度40％-50％，活化15～20天；
(4)种植作物：土壤起陇，在陇上种植大叶蒲公英，陇与陇之间的沟壑种植万寿菊；
(5)动物辅助：待大叶蒲公英和万寿菊出苗后，向土壤投放蚯蚓。
首先，利用地表下的隔离层，防止土壤中的活性较高的重金属下渗造成地下水污染，而且隔离层还能起到保水和还原、吸附重金属污染物的作用。其次，利用钝化剂将土壤中的重金属还原、吸附，从而将重金属污染物固定；然后再通过生物活化剂的加入，来进一步富集重金属污染物以及提高土壤的肥效；种植作物采用两种作物混合联种的方式，可以提高对土壤中不同种类重金属的富集效率，提高修复率；最后，为了保持土壤疏松，增加透气性，在土壤中引入蚯蚓，一方面可以提高作物的产率，另一方面蚯蚓可以对土壤修复起到一定的作用。
作为优选，步骤1中所述隔离层为保水材料与载铁改性凹凸棒土、载铁改性蒙脱土和黏土混合后形成的一层致密的隔离层。
作为优选，所述保水材料为无机保水材料或高分子有机保水材料。
作为优选，步骤2中所述钝化剂包括以下重量份的组分：载铁改性凹凸棒土20-30份、还原铁5-8份、生物炭30-50份，所述钝化剂为三层包覆结构：最内层的芯核为还原铁，芯核外包覆有载铁改性凹凸棒土中间层，中间层外包覆生物炭外表层。钝化剂中的零价铁可以对土壤中的重金属起到还原的作用，而凹凸棒土可以吸附固定土壤中较稳定的污染物，生物炭对土壤中的污染物也有较好的吸附作用。三层包覆结构，将性能不稳定的零价铁进行包覆处理，可有效提高其稳定性和利用率，为了进一步保证载铁改性凹凸棒土表面吸附还原铁的稳定性，在其表面又进行一次包覆处理。
作为优选，所述载铁改性凹凸棒土由以下方法制备：
(1)酸化提纯：将凹凸棒土加入5mol/l的盐酸溶液中，机械搅拌，酸化15-30min，然后用去离子水反复冲洗至无氯离子残留，得到酸化凹凸棒土备用；
(2)表面活化：在去离子水中加入阳离子表面活性剂，混合均匀，然后将步骤1得到的酸化凹凸棒土加入，机械搅拌15-30min得到表面活化凹凸棒土溶液备用；
(3)载铁处理：在步骤2所得到表面活化凹凸棒土溶液内加入还原铁粉，机械搅拌15-30min后，将该溶液离心取沉淀真空干燥后得到载铁凹凸棒土备用；
(4)热活化：将步骤3所得载铁凹凸棒土放入马弗炉进行煅烧，温度为600℃，反应时间为3-5h，即得到所述载铁改性凹凸棒土。
所用载铁改性凹凸棒土具有以下优点：1)采用凹凸棒土酸化提纯可提高凹凸棒土纯度，改善凹凸棒土吸附性能，盐酸活化过程中表现为：1纤维束间的解聚,主要为非吸附性杂质(如碳酸盐矿物)粒间胶结物的分解；2晶体比表面积的增加使得吸附力大大提高,晶体的比表面积增加；3是h+对八面体阳离子mg2+，al3+，fe3+由边缘至中心的依次置换作用，由于h+与mg2+，al3+，fe3+的离子半径相差太大且结晶化学行为不等使其表面活性增加。2)对凹凸棒土进行表面活化，可以大大提高其对铬的吸附效率。3)对凹凸棒土进行载铁处理，使还原铁被凹凸棒土表面进行固定，防止还原铁团聚，还原铁具有较强的还原性，可以使土壤中的六价铬被还原为三价铬。载铁处理后的凹凸棒土的吸附过程，首先是表面的还原铁将土壤中的六价铬还原为三价铬，然后三价铬与凹凸棒土表面的活性剂进行配位，三价铬被牢牢地固定住。4)最后对凹凸棒土热活化处理，高温煅烧可以显著提高凹凸棒土的吸附性能，因为凹凸棒土在煅烧后，矿物内部纤维间吸附水和结构孔道内沸石水被脱除，因此大大增大了凹凸棒土的比表面积。
作为优选，所述载铁改性蒙脱土由以下方法制备：
(1)纯化：将蒙脱土加入水中混合均匀，然后加入1mol/lna2co3溶液,机械搅拌30-50min后，静沉、取上清液，在上清液中加入1mol/lnacl溶液絮凝沉淀，取沉淀用去离子水洗涤至无氯离子残留，得到纯化蒙脱土备用；
(2)表面活化：在去离子水中加入阳离子表面活性剂，混合均匀，然后将步骤1得到的纯化蒙脱土加入，机械搅拌15-30min得到表面活化蒙脱土溶液备用；
(3)载铁处理：在步骤2所得到表面活化蒙脱土溶液内加入还原铁粉，机械搅拌15-30min后，将该溶液离心取沉淀真空干燥后得到载铁蒙脱土备用；
(4)热活化：将步骤3所得载铁蒙脱土放入马弗炉进行煅烧，温度为600℃，反应时间为3-5h，即得到所述载铁改性蒙脱土。
本发明所用改性蒙脱土，酸化提纯可提高蒙脱土纯度，改善其吸附性能；对蒙脱土进行表面活化，可以大大提高其对重金属的吸附效率；对蒙脱土进行载铁处理，使还原铁被蒙脱土表面进行固定，防止还原铁团聚，还原铁具有较强的还原性，可以使土壤中的六价铬被还原为三价铬；最后对蒙脱土热活化处理，高温煅烧可以显著提高蒙脱土的吸附性能。
作为优选，步骤3中所述生物活化剂包括以下重量份的组分：废弃啤酒酵母3-5份、芽孢杆菌2-3份、硫酸盐还原菌2-3份、餐厨垃圾回收油脂10-15份、餐厨垃圾腐殖物30-40份。餐厨垃圾回收油脂可以为生物菌提供营养，而将生物菌进行包埋处理，可以保证其活性。
作为优选，所述餐厨垃圾腐殖物由以下方法制备：
(1)提油处理：将餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂，分别得到的除油固体垃圾和回收油脂备用；
(2)发酵：将步骤1得到的除油固体垃圾粉碎，然后加入发酵菌混合均匀，25-30℃、维持含水量在10％—15％的条件下反应10-15天，低温风干、粉碎。
将污染环境的餐厨垃圾制作成富含营养物质和生物菌的腐殖质，然后应用到土壤改良中，变废为宝。
作为优选，所述废弃啤酒酵母、芽孢杆菌、硫酸盐还原菌和餐厨垃圾回收油脂混合后，作为芯核被餐厨垃圾腐殖物包裹。
有益效果
本发明提供了一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法，本发明综合利用多种修复方法，重金属修复率高，对重金属污染土壤的改良具有较好的效果，而且可实现蒲公英的高产栽植，具有较高的现实价值以及广阔的应用前景。首先，利用地表下的隔离层，防止土壤中的活性较高的重金属下渗造成地下水污染，而且隔离层还能起到保水和还原、吸附重金属污染物的作用。其次，利用钝化剂将土壤中的重金属还原、吸附，从而将重金属污染物固定；然后再通过生物活化剂的加入，来进一步富集重金属污染物以及提高土壤的肥效；种植作物采用两种作物混合联种的方式，可以提高对土壤中不同种类重金属的富集效率，提高修复率；最后，为了保持土壤疏松，增加透气性，在土壤中引入蚯蚓，一方面可以提高作物的产率，另一方面蚯蚓可以对土壤修复起到一定的作用。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法，包括以下步骤：
(1)设置隔离层：在地表下方不少于40cm的深度设置一层隔离层，避免土壤中的重金属下渗造成地下水污染；
(2)钝化固定：向重金属污染土壤中添加钝化剂，翻耕均匀，反应15～20天；
(3)活化土壤：向钝化后的土壤中加入生物活化剂，翻耕均匀，保持土壤湿度40％-50％，活化15～20天；
(4)种植作物：土壤起陇，在陇上种植大叶蒲公英，陇与陇之间的沟壑种植万寿菊；
(5)动物辅助：待大叶蒲公英和万寿菊出苗后，向土壤投放蚯蚓。
首先，利用地表下的隔离层，防止土壤中的活性较高的重金属下渗造成地下水污染，而且隔离层还能起到保水和还原、吸附重金属污染物的作用。其次，利用钝化剂将土壤中的重金属还原、吸附，从而将重金属污染物固定；然后再通过生物活化剂的加入，来进一步富集重金属污染物以及提高土壤的肥效；种植作物采用两种作物混合联种的方式，可以提高对土壤中不同种类重金属的富集效率，提高修复率；最后，为了保持土壤疏松，增加透气性，在土壤中引入蚯蚓，一方面可以提高作物的产率，另一方面蚯蚓可以对土壤修复起到一定的作用。
步骤1中所述隔离层为保水材料与载铁改性凹凸棒土、载铁改性蒙脱土和黏土混合后形成的一层致密的隔离层。所述保水材料为无机保水材料或高分子有机保水材料。
步骤2中所述钝化剂包括以下重量份的组分：载铁改性凹凸棒土20份、还原铁5份、生物炭30份，所述钝化剂为三层包覆结构：最内层的芯核为还原铁，芯核外包覆有载铁改性凹凸棒土中间层，中间层外包覆生物炭外表层。
所述载铁改性蒙脱土由以下方法制备：
(1)纯化：将蒙脱土加入水中混合均匀，然后加入1mol/lna2co3溶液,机械搅拌30-50min后，静沉、取上清液，在上清液中加入1mol/lnacl溶液絮凝沉淀，取沉淀用去离子水洗涤至无氯离子残留，得到纯化蒙脱土备用；
(2)表面活化：在去离子水中加入阳离子表面活性剂，混合均匀，然后将步骤1得到的纯化蒙脱土加入，机械搅拌15-30min得到表面活化蒙脱土溶液备用；
(3)载铁处理：在步骤2所得到表面活化蒙脱土溶液内加入还原铁粉，机械搅拌15-30min后，将该溶液离心取沉淀真空干燥后得到载铁蒙脱土备用；
(4)热活化：将步骤3所得载铁蒙脱土放入马弗炉进行煅烧，温度为600℃，反应时间为3-5h，即得到所述载铁改性蒙脱土。
本发明所用改性蒙脱土，酸化提纯可提高蒙脱土纯度，改善其吸附性能；对蒙脱土进行表面活化，可以大大提高其对重金属的吸附效率；对蒙脱土进行载铁处理，使还原铁被蒙脱土表面进行固定，防止还原铁团聚，还原铁具有较强的还原性，可以使土壤中的六价铬被还原为三价铬；最后对蒙脱土热活化处理，高温煅烧可以显著提高蒙脱土的吸附性能。
步骤3中所述生物活化剂包括以下重量份的组分：废弃啤酒酵母3份、芽孢杆菌2份、硫酸盐还原菌2份、餐厨垃圾回收油脂10份、餐厨垃圾腐殖物30-40份。餐厨垃圾回收油脂可以为生物菌提供营养，而将生物菌进行包埋处理，可以保证其活性。
实施例2
一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法，包括以下步骤：
(1)设置隔离层：在地表下方不少于40cm的深度设置一层隔离层，避免土壤中的重金属下渗造成地下水污染；
(2)钝化固定：向重金属污染土壤中添加钝化剂，翻耕均匀，反应15～20天；
(3)活化土壤：向钝化后的土壤中加入生物活化剂，翻耕均匀，保持土壤湿度40％-50％，活化15～20天；
(4)种植作物：土壤起陇，在陇上种植大叶蒲公英，陇与陇之间的沟壑种植万寿菊；
(5)动物辅助：待大叶蒲公英和万寿菊出苗后，向土壤投放蚯蚓。
步骤2中所述钝化剂包括以下重量份的组分：载铁改性凹凸棒土30份、还原铁8份、生物炭50份，所述钝化剂为三层包覆结构：最内层的芯核为还原铁，芯核外包覆有载铁改性凹凸棒土中间层，中间层外包覆生物炭外表层。钝化剂中的零价铁可以对土壤中的重金属起到还原的作用，而凹凸棒土可以吸附固定土壤中较稳定的污染物，生物炭对土壤中的污染物也有较好的吸附作用。三层包覆结构，将性能不稳定的零价铁进行包覆处理，可有效提高其稳定性和利用率，为了进一步保证载铁改性凹凸棒土表面吸附还原铁的稳定性，在其表面又进行一次包覆处理。
所述载铁改性凹凸棒土由以下方法制备：
(1)酸化提纯：将凹凸棒土加入5mol/l的盐酸溶液中，机械搅拌，酸化15-30min，然后用去离子水反复冲洗至无氯离子残留，得到酸化凹凸棒土备用；
(2)表面活化：在去离子水中加入阳离子表面活性剂，混合均匀，然后将步骤1得到的酸化凹凸棒土加入，机械搅拌15-30min得到表面活化凹凸棒土溶液备用；
(3)载铁处理：在步骤2所得到表面活化凹凸棒土溶液内加入还原铁粉，机械搅拌15-30min后，将该溶液离心取沉淀真空干燥后得到载铁凹凸棒土备用；
(4)热活化：将步骤3所得载铁凹凸棒土放入马弗炉进行煅烧，温度为600℃，反应时间为3-5h，即得到所述载铁改性凹凸棒土。
所用载铁改性凹凸棒土具有以下优点：1)采用凹凸棒土酸化提纯可提高凹凸棒土纯度，改善凹凸棒土吸附性能，盐酸活化过程中表现为：1纤维束间的解聚,主要为非吸附性杂质(如碳酸盐矿物)粒间胶结物的分解；2晶体比表面积的增加使得吸附力大大提高,晶体的比表面积增加；3是h+对八面体阳离子mg2+，al3+，fe3+由边缘至中心的依次置换作用，由于h+与mg2+，al3+，fe3+的离子半径相差太大且结晶化学行为不等使其表面活性增加。2)对凹凸棒土进行表面活化，可以大大提高其对铬的吸附效率。3)对凹凸棒土进行载铁处理，使还原铁被凹凸棒土表面进行固定，防止还原铁团聚，还原铁具有较强的还原性，可以使土壤中的六价铬被还原为三价铬。载铁处理后的凹凸棒土的吸附过程，首先是表面的还原铁将土壤中的六价铬还原为三价铬，然后三价铬与凹凸棒土表面的活性剂进行配位，三价铬被牢牢地固定住。4)最后对凹凸棒土热活化处理，高温煅烧可以显著提高凹凸棒土的吸附性能，因为凹凸棒土在煅烧后，矿物内部纤维间吸附水和结构孔道内沸石水被脱除，因此大大增大了凹凸棒土的比表面积。
实施例3
一种重金属修复用大叶蒲公英高产栽植方法，包括以下步骤：
(1)设置隔离层：在地表下方不少于40cm的深度设置一层隔离层，避免土壤中的重金属下渗造成地下水污染；
(2)钝化固定：向重金属污染土壤中添加钝化剂，翻耕均匀，反应15～20天；
(3)活化土壤：向钝化后的土壤中加入生物活化剂，翻耕均匀，保持土壤湿度40％-50％，活化15～20天；
(4)种植作物：土壤起陇，在陇上种植大叶蒲公英，陇与陇之间的沟壑种植万寿菊；
(5)动物辅助：待大叶蒲公英和万寿菊出苗后，向土壤投放蚯蚓。
步骤1中所述隔离层为保水材料与载铁改性凹凸棒土、载铁改性蒙脱土和黏土混合后形成的一层致密的隔离层。所述保水材料为无机保水材料或高分子有机保水材料。
步骤2中所述钝化剂包括以下重量份的组分：载铁改性凹凸棒土25份、还原铁6份、生物炭40份，所述钝化剂为三层包覆结构：最内层的芯核为还原铁，芯核外包覆有载铁改性凹凸棒土中间层，中间层外包覆生物炭外表层。钝化剂中的零价铁可以对土壤中的重金属起到还原的作用，而凹凸棒土可以吸附固定土壤中较稳定的污染物，生物炭对土壤中的污染物也有较好的吸附作用。三层包覆结构，将性能不稳定的零价铁进行包覆处理，可有效提高其稳定性和利用率，为了进一步保证载铁改性凹凸棒土表面吸附还原铁的稳定性，在其表面又进行一次包覆处理。
步骤3中所述生物活化剂包括以下重量份的组分：废弃啤酒酵母5份、芽孢杆菌3份、硫酸盐还原菌3份、餐厨垃圾回收油脂15份、餐厨垃圾腐殖物40份。餐厨垃圾回收油脂可以为生物菌提供营养，而将生物菌进行包埋处理，可以保证其活性。
所述餐厨垃圾腐殖物由以下方法制备：
(1)提油处理：将餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂，分别得到的除油固体垃圾和回收油脂备用；
(2)发酵：将步骤1得到的除油固体垃圾粉碎，然后加入发酵菌混合均匀，25-30℃、维持含水量在10％—15％的条件下反应10-15天，低温风干、粉碎。
将污染环境的餐厨垃圾制作成富含营养物质和生物菌的腐殖质，然后应用到土壤改良中，变废为宝。
所述废弃啤酒酵母、芽孢杆菌、硫酸盐还原菌和餐厨垃圾回收油脂混合后，作为芯核被餐厨垃圾腐殖物包裹。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。