一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，将荻种子播种于镉污染土壤里；步骤二，在荻培育阶段向镉污染土壤中加入乙二胺二琥珀酸溶液，之后移走荻生长成熟后的地上器官，经留茬后继续生长、收割，循环处理镉污染土壤；其中，加入的乙二胺二琥珀酸溶液的酸碱度与镉污染土壤的酸碱度相同。本发明专利技术利用可降解螯合剂EDDS活化土壤中镉以增加植物有效性镉含量，并利用多年生能源植物荻根系大量积累并转运部分镉至地上部，实现修复轻度镉污染土壤的目的。

A method combined with two succinic acid and ethylenediamine Di repairing cadmium polluted soil

The invention discloses a method for remediation of cadmium contaminated soil with a combined two succinic acid ethylenediamine Di, the method comprises the following steps: step one, will be planted in Cd contaminated soil in di seed; step two, adding two succinic acid solution to soil cadmium pollution in reed cultivation stage, after the removal of the growth mature after Di the ground organs by stubble after harvest, continue to grow, recycling treatment of Cd contaminated soil; among them, two ethylenediamine solution into the succinic acid pH and the pH of the same soil cadmium pollution. Biodegradable chelating agent EDDS activation of cadmium in soil in order to increase the effectiveness of cadmium content in plants using the invention and the use of perennial energy plants accumulated in the transportation and reed root part of cadmium to the ground, to achieve the purpose of repairing mild cadmium contaminated soil.

【技术实现步骤摘要】
一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法
本专利技术属于植物修复污染土壤
，具体涉及一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法。
技术介绍
由于采矿、冶炼、燃料燃烧、废物焚烧及人工施肥等人类活动，使得大量重金属进入到环境中。调查显示，我国土壤重金属污染中镉污染最为严重，点位超标率(指土壤超标点位的数量占调查点位总数量的比例)达到7.0％。在随机采购的大米样品中，有10％左右存在镉超标问题。镉通过空气、水体、食物进入人体后，主要贮存于肝、肾等组织中，自然排泄十分缓慢，半衰期很长，危害极大。20世纪40年代，在日本富山县神通川流域出现的震惊世界的“骨痛病”正是因为镉污染引起。可见，治理镉污染土壤刻不容缓。目前，治理重金属污染土壤的方法主要包括工程治理法、化学治理法、农业治理法和生物治理法四种。近些年兴起的植物修复技术属于生物治理方法，该技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中污染物的一项环境治理技术。植物修复是污染治理工程中一个非常有吸引力的技术，与物理的、化学的和微生物的治理方法相比，其具有独特的优点，主要包括：治理成本低、治理过程原位(对环境扰动小)、治理效果永久、可大面积开展以及可净化与美化环境等。合适的修复植物是应用该方法的前提和关键，超积累植物多为野生型，其生物量往往较低且对环境要求较苛刻，实际应用潜力不高。适应性强、生物量高、耐性与积累特性较强的非超积累植物成为当前研究的热点。荻(Miscanthussacchaiflorus)是禾本科芒属多年生C4植物，生物量高、适应性强、再生能力强，是一种重要的能源植物。田如男等研究了Cu、Cd单一胁迫下荻种子的萌发及幼苗生长情况。张杰等研究了Cu胁迫对荻的影响及荻体内铜积累情况。Zhang等从荻根状茎开始培养，研究了Cd胁迫下荻生理、生长及体内镉积累特征。综合上述研究可知，荻虽然在生物量和重金属耐性等方面表现较好，但其对重金属的提取能力相对有限。土壤中的重金属有多种存在形态，其中水溶态和交换态易被植物吸收，但它们的存在比例通常较低，可以通过螯合诱导修复技术改变重金属在土壤中的存在形态，增加土壤中植物有效态重金属的含量，进而提高修复效率。螯合诱导修复技术基于螯合剂能显著提高植物吸收和积累重金属而备受关注，其基本原理是扰动污染物在土壤液相浓度和固相浓度之间的平衡。土壤通过矿物质的表面吸附作用、腐殖质的络合作用和沉淀反应等固定金属污染物。当螯合剂投加到土壤中后，其和土壤溶液中的重金属离子结合，降低了土壤液相金属离子浓度，为维持金属离子在液相和固相之间的平衡，重金属从土壤颗粒表面解吸，由不溶态转化为可溶态。螯合剂的加入改变了重金属在土壤中的赋存形态，提高了重金属的生物有效性，进而可以强化植物对目标重金属的吸收，增强了植物修复效率。施加螯合剂不但提高了某些植物对重金属的吸收，更重要的是促进了重金属在地上部分的富集，这对植物修复是非常重要的，因为植物修复主要是通过收割植物地上部分来完成的。重金属污染土壤植物提取修复常用的螯合剂有两类：一类是人工合成的鳌合剂，如乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙基替乙二胺三乙酸(HEDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)、乙二胺二乙酸(EDDHA)、环己烷二胺四乙酸(CDTA)等；另一类是天然的鳌合剂，主要是一些低分子量有机酸，如柠檬酸、草酸、酒石酸等，也包括无机化合物如硫氰化铵。其中，乙二胺四乙酸(EDTA)是一种最常见的螯合剂，价格较低、强化效果较好，但有研究报道其在环境中较难降解，容易导致活化后的重金属向地下水及周边土壤迁移，造成二次污染。乙二胺二琥珀酸(EDDS)是EDTA的一种天然同分异构体，分子式为C10H16N2O8，其具有生物毒性小、可降解性高、螯合能力强等优点，被认为是EDTA的最佳替代品。螯合诱导修复技术具有操作简便、费用较低、效果较明显等优点。螯合诱导植物修复的效应已被相关实践所证实：申请号为200810010350.0的专利技术专利申请，专利技术名称为“一种利用螯合剂促进金盏菊积累重金属镉的方法”；申请号为201410048591.x的专利技术专利申请，专利技术名称为“一种提高铜污染土壤的植物修复效率的方法”。用工程法治理土壤重金属污染，对于污染重、面积小的土壤治理效果明显，但对于污染面积较大的土壤工程量大、治理费用高，而且需要特殊的仪器和经过培训的专业人员，操作难度较大，工程治理法还会导致土壤结构破坏和土壤肥力下降，因此实际应用上受到一定的限制。化学治理法是在土壤原位上进行的，简单易行，但并不是一种永久的修复措施，因为它只改变了重金属在土壤中的存在形态，重金属元素仍保留在土壤中，容易再度被活化，危害生物。农业治理法易操作且费用较低，但其有应用局限性，较适用于轻度污染的土壤，且存在修复周期长、效果不明显等问题。对于生物治理法而言，选择合适的生物是该方法的难点和关键点。以植物修复技术为例，超富集植物虽能大量积累重金属，但其生物量往往较小、生长周期较长、对生长环境要求较苛刻，而普通植物可能无上述缺陷，但其对重金属的耐性和富集性有限；此外，由于土壤中的重金属大部分是植物无效性的，不能够被植物吸收，因而在一定程度上限制了修复效率；最后，还应考虑修复植物的后续处理问题。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，操作简便、价格较低、不破坏土壤结构、不引起二次污染、后续处理简便同时又能美化环境。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，将荻种子播种于镉污染土壤里；步骤二，在荻培育阶段向镉污染土壤中加入乙二胺二琥珀酸溶液，之后移走荻生长成熟后的地上器官，经留茬后继续生长、收割，循环处理镉污染土壤；其中，加入的乙二胺二琥珀酸溶液的酸碱度与镉污染土壤的酸碱度相同。由于荻是多年生植物，来年春天，荻地下部可长出新苗，重复上述操作，直至该地土壤镉污染水平达到安全级别。荻的热值高、灰分含量低，因而修复植物的后续处理也较为方便。所述乙二胺二琥珀酸溶液的浓度为1-5mmol/kg。对于轻度Cd污染土壤，乙二胺二琥珀酸溶液(EDDS)的合适施用浓度范围为1～3mmol/kg。此螯合剂的选择及螯合剂的用量是关键点。针对荻生长培育阶段，加入乙二胺二琥珀酸溶液的浓度优选为1mmol/kg，此时采用乙二胺二琥珀酸处理镉时达到最大的处理效果。所述乙二胺二琥珀酸溶液的加入时间为移走荻地上器官前的7-15天。所述方法还包括对播种前的荻种子进行浸泡预处理的步骤。所述浸泡预处理的温度为25-30℃。在此温度范围内浸泡处理，利于提高荻种子发芽率。所述乙二胺二琥珀酸溶液的酸碱度采用强碱进行调节。强碱可以为氢氧化钾、氢氧化钠等。步骤二所述培育阶段的培养条件为温度28-32℃、湿度70％-90％、14h光照及10h黑暗交替培育。此培养条件使得荻生长发育状态更好。所述荻种子播种的培养方式采用盆栽培养。盆栽培养中花盆的盆底直径为7.5cm、盆口直径为10.5cm、高9.5cm，每盆装含镉污染的土壤0.5kg，播种时每盆15粒荻种子，培养本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一，将荻种子播种于镉污染土壤里；步骤二，在荻培育阶段向镉污染土壤中加入乙二胺二琥珀酸溶液，之后移走荻生长成熟后的地上器官，经留茬后继续生长、收割，循环处理镉污染土壤；其中，加入的乙二胺二琥珀酸溶液的酸碱度与镉污染土壤的酸碱度相同。

【技术特征摘要】
1.一种联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一，将荻种子播种于镉污染土壤里；步骤二，在荻培育阶段向镉污染土壤中加入乙二胺二琥珀酸溶液，之后移走荻生长成熟后的地上器官，经留茬后继续生长、收割，循环处理镉污染土壤；其中，加入的乙二胺二琥珀酸溶液的酸碱度与镉污染土壤的酸碱度相同。2.根据权利要求1所述联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述乙二胺二琥珀酸溶液的浓度为1-5mmol/kg。3.根据权利要求1所述联合乙二胺二琥珀酸与荻修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述乙二胺二琥珀酸溶液的加入时间为移走荻地上器官前的7-15天。4.根据权利要求1所述联合乙二胺二琥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，郑黎明，袁静，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34