外源钙辅助甘蓝修复土壤铊污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种外源钙辅助甘蓝修复土壤铊污染的方法，属于修复重金属污染土壤的方法；旨在提供一种生物量大、富集效果好、成本低、无二次环境污染，修复土壤铊污染的方法。它是将甘蓝种子播种到营养钵中，然后将营养钵置于白天14小时温度为26℃、夜间8小时温度为20℃，且相对湿度为80％的环境中进行催芽；待种子发芽并长出4～5片真叶后，选择壮苗定植于遭受铊污染的土壤中；定植1周后，每周喷施Ca(NO3)2溶液1次、至少连续喷施4次，每次喷施剂量为0.5g钙/㎏土壤；甘蓝长成后，收获并集中处理。本发明专利技术是一种修复土壤铊污染的方法。

Method for repairing soil thallium pollution by exogenous calcium auxiliary cabbage

The invention discloses a method for repairing soil thallium contamination of exogenous calcium auxiliary cabbage, which belongs to the method for the remediation of heavy metal contaminated soil; in order to provide a large biomass, enrichment effect, low cost, no two pollution, soil pollution remediation method of thallium. It is the cabbage seed to the pot, and then placed in nutrition pot 14 hours a day temperature is 26, 8 hours a night temperature is 20 DEG C, and 80% relative humidity in germination; Seed Germination and length of stay is 4 ~ 5 leaf after seedling planting on thallium pollution by selection contaminated soil; colonization after 1 weeks, weekly spraying Ca (NO3) 2 solution, at least 1 times continuous spraying 4 times, each time the spraying dose of 0.5g / kg calcium soil; cabbage grown, harvested and concentrated treatment. The invention relates to a method for repairing soil thallium pollution.

【技术实现步骤摘要】
外源钙辅助甘蓝修复土壤铊污染的方法
本专利技术涉及一种修复重金属污染土壤的方法，尤其涉及一种修复铊污染土壤的方法。
技术介绍
植物修复重金属污染土壤具有成本低、应用范围广、环境美学价值高、选择性强等优点，已成为治理重金属污染土壤最先进、最主要的方法。目前，虽然已发现一些超富集植物，但普遍存在生物量较小、生长缓慢等缺陷，因此所需修复周期长，难以用于大规模的重金属污染土壤修复。为了提高土壤中重金属有效性，提高植物修复效率，近年来提出了“鳌合诱导植物修复技术(Chelate-inducedphytoremediation)”。即采取一些措施诱导生物量大、生长快的植物富集重金属。研究发现，尽管化学鳌合剂(如EDTA等)可以提高植物对重金属的富集浓度，但其自身的毒性又会迫使植物生物量显著降低，不能有效提高植物修复效率。同时，化学鳌合剂因难于自然降解而长期停留在土壤中，存在地下水资源被污染的潜在风险。第三，化学鳌合剂成本高，难以推广应用。铊(Thallium，Tl)作为一个典型的毒害重金属元素，其致命剂量(LD50)仅为0.5～1克，其毒性大于铅、锌、镉、汞、砷等。Tl在自然界中分散分布，在地壳中的丰度值仅为0.75mg/kg，但在硫化物中的含量较高(可达上千个mg/kg)；因此在含铊硫化物矿化区域，往往会出现Tl的原生地球化学异常和表生地球化学富集，硫化物矿产资源开发利用会导致该区域的Tl环境污染问题日趋严重，容易引发Tl的生态和人体健康危害。与铅、锌、镉、汞、砷相比，目前土壤铊污染修复方法较少。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种生物量大、富集效果好、成本低、无二次环境污染的外源钙辅助甘蓝修复土壤铊污染的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：1)将甘蓝种子播种到营养钵中，然后将营养钵置于白天14小时温度为26℃、夜间8小时温度为20℃，且相对湿度为80％的环境中进行催芽；2)待种子发芽并长出4～5片真叶后，选择壮苗定植于遭受铊污染的土壤中；3)定植1周后，每周喷施Ca(NO3)2溶液1次、至少连续喷施4次，每次喷施剂量为0.5g钙/㎏土壤；4)甘蓝长成后，收获并集中处理。本专利技术优选技术方案为：Ca(NO3)2溶液的喷施次数为4次。本专利技术最佳技术方案为：播种前，先将种子用20～30℃温水浸泡2小时，捞出、滤干。在上述技术方案中，甘蓝对铊有很强的富集能力；同时，作为一种普遍栽培的蔬菜，甘蓝对土壤和气候适应能力强，具有种植技术要求低、生长周期短等优点，非常适合用于土壤铊污染修复。与现有技术比较，本专利技术由于采用了上述技术方案，因此具有以下优点：1、喷施Ca(NO3)2可增加土壤中Ca离子的浓度，使大量的Ca离子直接与Tl离子竞争土壤颗粒上的吸附点位，从而改变土壤中Tl的形态分布，使得土壤溶液中Tl的浓度升高，易于被甘蓝吸收；2、喷施Ca(NO3)2还可降低土壤pH值，从而使土壤中可溶态Tl的浓度逐渐升高，甘蓝吸收铊的量增加。3、喷施Ca(NO3)2能提高甘蓝的生物量，增强甘蓝富集Tl的能力。实验证明，采用上述化学-植物联合的方法修复土壤铊污染，具有富集效果好、成本低、无二次环境污染等优点。以下是采用本专利技术方法修复土壤铊污染所作的几组试验：试验一，不同钙浓度处理后土壤可溶解Tl的研究以及对土壤pH的影响。A)将盆栽试验所使用的0、1g/kg、2g/kg、3g/kgCa和12mg/kgTl(I)处理的土壤分别称取1g放入50mL的离心管中，每个处理设重复三份，加入25mLH2O，振荡1小时，3500g离心15分钟，0.45μm滤膜过滤，取10mL上清液，加入0.2mLRh内标(500μg/L)，上ICP-MS测定Tl含量。B)将盆栽试验所使用的0、1g/kg、2g/kg、3g/kgCa和8mg/kgTl(Ⅲ)处理的土壤分别称取1g放入50mL的离心管中，每个处理设重复三份，加入25mLH2O，振荡1小时，3500g离心15分钟，0.45μm滤膜过滤，取10mL上清液，加入0.2mLRh内标(500μg/L)，上ICP-MS测定Tl含量。C)分别称取遭受Tl污染区的土壤(Tl含量为87.5mg/kg，过200目)1g放入四个50mL的离心管中，分别加入0g/L、1g/L、2g/L、3g/L的Ca溶液25mL，每个处理设重复三份，振荡1小时，3500g离心15分钟，0.45μm滤膜过滤，取10mL上清液，加入0.2mLRh内标(500μg/L)，上ICP-MS测定Tl含量。上述实验结果见图1～3；实验结果表明：1、随着Ca(NO3)2喷施次数的增加，土壤中可交换性Ca的含量也随之升高，但在2、2.5和3g/kg处理后土壤中可交换性Ca的含量基本趋于稳定。考虑到经济成本，外源钙的添加量以2g钙/kg土壤为最佳。2、盆栽试验12mg/kgTl(I)处理下1g/kg、2g/kg、3g/kgCa处理的土壤与空白Ca处理的土壤相比，可溶解Tl的含量显著提高(p＜0.05)；盆栽试验8mg/kgTl(Ⅲ)处理下，2g/kg、3g/kgCa处理的土壤与空白Ca处理的土壤相比，可溶解Tl的含量显著提高(p＜0.05)；Tl污染区土壤在不同Ca浓度处理下，可溶解Tl含量也存在显著差异。与空白Ca处理相比，盆栽试验12mg/kgTl(I)和3g/kgCa处理下可溶解Tl的含量提高了2.1倍，盆栽试验8mg/kgTl(Ⅲ)和3g/kgCa处理下可溶解Tl的含量提高了1.5倍，Tl污染区土壤(Tl含量87.5mg/kg)3g/kgCa处理下可溶解Tl的含量提高最多，达到75倍。3、在12mg/kgTl(I)和8mg/kgTl(Ⅲ)处理下，种植甘蓝前后土壤pH值具有随着Ca处理浓度增加而降低的变化趋势，随着土壤pH值的降低，土壤中可溶态Tl的浓度逐渐升高，甘蓝吸收铊的量增加。试验二，不同的Ca浓度对甘蓝生物量、甘蓝各部位对铊的吸收量、以及甘蓝从土壤中提取总铊量的研究。设不同的Ca和Tl(I)浓度两个因素，Ca浓度设1、1.5、2、2.5和3g/kg共计5个水平以及对照，Tl浓度设8和12mg/kg共计2个水平以及对照。每个处理设3个重复组。分别称取供试风干土壤2kg放入带托盘的花盆中，将TlCl和Tl(NO3)3·3H2O(Merck，Germany)溶液掺入土壤中，使得土壤中Tl浓度达到设计要求、充分混匀，将花盆置于阴暗处静置两周，每天适当浇水以维持土壤持水度，直至Tl在土壤中达到平衡状态。花盆托盘中的水将重新倒入花盆中以减少Tl的流失。将甘蓝种子(京丰一号)在20～30℃温水中浸泡2小时，播种到营养钵中，然后将养钵置于人工气候箱内(RXZ-300C型，白天14小时26℃，黑夜8小时20℃，相对湿度80％)进行催芽。待种子发芽并长出4～5片真叶后，选择壮苗定植到装有铊处理土壤的花盆中，生长90天后收获。将收获甘蓝分为根、茎、新叶和老叶四部分，自来水反复冲洗干净后用去离子水漂洗3次，吸水纸吸干表面水分，于60℃的烘箱内烘干后粉碎至60目，测定甘蓝各部位的生物量以及甘蓝各部位的Tl含量。上述试验结果见下表及图4。表1：12mg/kgTl和不同Ca浓度处理甘蓝各部位生物量(平均值±标准差，n＝3，干重)不同处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外源钙辅助甘蓝修复土壤铊污染的方法，其特征在于方法如下：1)将甘蓝种子播种到营养钵中，然后将营养钵置于白天14小时温度为26℃、夜间8小时温度为20℃，且相对湿度为80％的环境中进行催芽；2)待种子发芽并长出4～5片真叶后，选择壮苗定植于遭受铊污染的土壤中；3)定植1周后，每周喷施Ca(NO3)2溶液1次、至少连续喷施4次，每次喷施剂量为0.5g钙/㎏土壤；4)甘蓝长成后，收获并集中处理。

【技术特征摘要】
1.一种外源钙辅助甘蓝修复土壤铊污染的方法，其特征在于方法如下：1)将甘蓝种子播种到营养钵中，然后将营养钵置于白天14小时温度为26℃、夜间8小时温度为20℃，且相对湿度为80％的环境中进行催芽；2)待种子发芽并长出4～5片真叶后，选择壮苗定植于遭受铊污染的土壤中；3)定植1周后，每周喷施Ca(NO3)2溶液1次、至少连续喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾彦龙，孙嘉龙，肖唐付，宁增平，杨菲，姜涛，刘意章，马连刚，路坊海，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52