一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法技术

本发明专利技术提供一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法。在湿地景区配置种植黄菖蒲，于春、秋两季的丛植、片植于池边、湖畔，将植株上部叶片剪去，留20厘米左右进行栽植，栽植密度为10～12丛/㎡，当年生苗2～3株/丛，一二年生苗可单株栽植，栽种后覆土压紧，以免水浪花冲走或者鱼咬食它，影响它的扎根。秋季，收割地上部分及挖除部分地下根茎进行适当处理，次年重复该过程，能够起到净化水体和底泥重金属Cd污染的作用。本发明专利技术通过植物的固定/稳定作用，达到净化环境的目的，具有原材料易得、成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染，操作简单方便，在修复环境的同时也美化了环境。

Method for fixing and stabilizing heavy metal Cd in lake sediment by using Acorus calamus

The invention provides a method for fixing and stabilizing heavy metal Cd in lake sediment by using calamus. In the wetland scenic area planting irispseudacorus, in spring and autumn two season clump planting, planted on the side of pond, lake, the upper part of the plant is cut to 20 cm blade, leaving about planting, planting density is 10 ~ 12 / square meters clump seedling, 2 ~ 3 trees / bushes, planting seedlings can plant one or two born in 1959, planted after the soil compaction, so as to avoid water spray or wash away the fish bite it, its roots. In autumn, the upper part of the harvested land and some underground roots were treated properly, and the process was repeated the following year. It can play a role in the purification of heavy metals and Cd pollution in water bodies and sediments. The present invention by plant fixed / stable effect, to achieve the purpose of purifying environment, has easily obtained raw materials, low cost, without destroying the soil and river ecological environment, does not cause two pollution, simple and convenient operation, in the repair environment but also beautify the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法
本专利技术属于环境工程，涉及重金属污染底泥的景观水生植物净化修复技术，具体地说涉及一种利用多年生挺水草本植物黄菖蒲固定/稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法。
技术介绍
美国科学家Chaney于1983年首次提出利用超积累植物治理土壤重金属污染的思想，即植物修复(Phytoremediation)。从广义上来说，植物修复技术是建立在植物对某种或某些重金属元素的耐性和积累性基础之上，利用植物及其根际共存微生物体系的吸收、挥发、降解和转化作用来清除环境中的重金属污染物的一项环境污染治理技术，这种技术是在多学科交叉点上发展起来的。而通常所说的植物修复技术是利用特定植物吸收和富集重金属的能力，将该植物种植于特定重金属污染的土壤上，随着该植物组织器官的收获和妥善处理，将土壤中的重金属移除，最终达到治理与修复污染土壤的目的。与物理、化学等常规的污染土壤修复方式相比，该修复技术的优点是成本低、效果好且不会破坏土壤结构，因此，其在重金属污染土壤的治理中具有巨大的应用潜力，近年来受到众多相关研究学者的广泛关注，并已取得一定的研究成果。植物吸取修复技术是在受污染土壤中种植具有较强的富集土壤中重金属能力的植物，经吸收、运转将土壤中重金属转移、储存在植物根部以上部分，收获后集中处理，从而降低土壤中重金属含量。该技术被认为是目前研究最多和最有发展前景的植物修复方式。此技术所需要的是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物，要求这些植物具有生物量大、生长快、抗病虫害能力强及重金属耐性高的特点，并具备对多种重金属有较强的富集能力。上世纪90年代以来，我国相关研究学者已发现了一批具有较高研究价值和应用前景的Pb、Cu、As、Cd、Cr等重金属的积累或超积累植物，在植物吸取修复技术的示范与应用方面，也有一些较成功的植物修复工程应用案例。湖泊沉积物重金属污染是水体中各种沉积物和水生生物腐败体的混合物，是大多数水体生物赖以生存的主要基质。近年来由于城市化和工业化急剧发展，大量重金属污染物随着大气沉降、废水排放、地表径流等途径进入水体，并最终汇集到沉积物中。另一方面，随着水体物理化学环境的变化，沉积物中的重金属污染物也会再次释放出来随着水流扩散，因此水体沉积物是水体污染物的重要汇和源。水湿生植物是湿地生态系统的重要组成部分，我国共有水湿生植物约250种，根据其生活习性及形态，可以分为3大类，分别为挺水植物、浮水植物和沉水植物。许多种水湿生植物不光是园林观赏植物，并且对净化水体具有重要作用。黄永杰(2006)野外调查研究结果发现，浮萍、香蒲、芦苇等水湿生植物在重金属复合污染水域中种植具有富集重金属的潜力。王敏等(2013)对6种水生植物对水体重金属的去除效果的研究发现，鸢尾、马蔺和菖蒲对Cd的净化效果较好，去除率可达到95％以上；旱生美人蕉、水生美人蕉、旱伞草、鸢尾、马蔺、菖蒲对Pb的去除率均达到98％以上。王谦和成水平(2010)的研究结果发现睡莲对水体中Cr6+的去除率可达93％。由此可见，水湿生植物在水体净化具有重要功能和潜力。黄菖蒲(IrispseudacorusLinn.)是一种鸢尾科多年生草本，花期为5-7个月，生物量较大、喜水湿、适应性强，具有很好的观赏价值，并且种植后管理方便，不用专门打理。本专利技术提供一种方法，利用常用的水生景观植物来修复和净化水体及底泥，起到兼顾美化环境和净化环境的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法，通过在湿地浅水区种植黄菖蒲，当植物生长至成熟后，将植株整体或地上部分从种植地点移除，具体步骤如下：在湿地景区浅水区配置种植黄菖蒲，于春、秋两季(土温不得超过20℃)丛植、片植于池边、湖畔，将植株上部叶片剪去，留18-22厘米进行栽植，每株带3至4个芽，栽植密度为10～12丛/㎡，当年生苗2～3株/丛，一二年生苗可单株栽植。栽植后覆土压紧，以免水浪花冲走或者鱼咬食它，影响它的扎根，秋季，收割地上部分及挖除部分地下根茎进行适当处理，次年重复该过程，完成净化底泥重金属Cd。待黄菖蒲成熟时将植株整体或者地上部从种植点移除，再种植第二茬，配合其它水生植物，使水体和底泥中Cd的含量下降至环境安全标准。当底泥中Cd浓度从0.989mg/kg升高到4.71mg/kg，黄菖蒲地上部分Cd浓度在0.726-1.13mg/kg间，根系Cd浓度在0.436-1.64mg/kg之间，地上部分Cd含量为65.8-71.1μg之间，因此，黄菖蒲具有较高的富集和固定底泥中重金属Cd的能力。本专利技术的另一个目的是提供所述的方法在湖泊底泥中固定/稳定重金属Cd中的应用。实验证明，利用植物黄菖蒲，根据本专利技术提供的方法，可稳定并改变土壤坏境中的有害重金属污染物的化学和物理形态，进而降低其化学和生物毒性的能力。黄菖蒲是一种多年生草本，花色艳丽，株型美观，喜湿生，适应性强，生物量较大，较容易管理。因此在湿地景区种植黄菖蒲不仅能够起到美化环境的作用，还可以起到净化环境的作用。清淤是河道湖泊环境治理的重要手段，然而不管是干河(湖)请泥还是水下清泥，加上随后的污泥运输和处理，使得这种方式成本很高，并且容易发生二次污染。除此之外，清淤是一种严重干扰河道(湖泊)生态系统的方式，破坏了河道(湖泊)的生态系统完整性。本专利技术通过植物的固定/稳定作用，达到净化环境的目的，具有原材料易得、成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染，操作简单方便，在修复环境的同时也美化了环境。具体实施方式本专利技术结合实施例做进一步的说明。实施例1在湿地景区浅水区配置种植黄菖蒲，于春、秋两季(土温不得超过20℃)丛植、片植于池边、湖畔，将植株上部叶片剪去，留18-22厘米进行栽植，每株带3至4个芽，栽植密度为10～12丛/㎡，当年生苗2～3株/丛，一二年生苗可单株栽植。栽植后覆土压紧，以免水浪花冲走或者鱼咬食它，影响它的扎根，秋季，收割地上部分及挖除部分地下根茎进行适当处理，次年重复该过程，完成净化底泥重金属Cd。待黄菖蒲成熟时将植株整体或者地上部从种植点移除，再种植第二茬，配合其它水生植物，使水体和底泥中Cd的含量下降至环境安全标准。当底泥中Cd浓度从0.989mg/kg升高到4.71mg/kg，黄菖蒲地上部分Cd浓度在0.726-1.13mg/kg间，根系Cd浓度在0.436-1.64mg/kg之间，地上部分Cd含量为65.8-71.1μg之间，因此黄菖蒲具有富集和固定底泥中Cd的潜力。实施例2供试土壤采自西湖区无污染土壤，为砂壤土，风干碾细后过2mm筛。人工添加Cd污染土壤制备：首先，将氯化镉(优级纯)分别碾磨粉碎，按照50.0kg土壤的量分成小包。所需要的药品量按照如下计算，Cd元素的添加浓度为：0.00、1.00和5.00mg/kg干土；各处理中Cd的添加浓度根据西湖风景区土壤中Cd的中低面源污染水平而定(张海珍等，2014)。其次，采用逐步混合的方法完成重金属添加过程，即先取出0.50kg左右准备好的土壤与称好的药品以过筛的方式混合，再逐步往里添加土壤，反复过筛混合，直至50.0kg土壤混合完全。最后，将已充分混合的各种处理的土壤分别装盆，置于透明塑料大棚中老化3个月左右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法，其特征在于：在湿地景区浅水区配置种植黄菖蒲，于春、秋两季丛植、片植于池边、湖畔，将植株上部叶片剪去，留18‑22厘米进行栽植，栽植后覆土压紧，以免水浪花冲走或者鱼咬食它，影响它的扎根，秋季，收割地上部分及挖除部分地下根茎进行适当处理，次年重复该过程，完成净化底泥重金属Cd。

【技术特征摘要】
1.一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法，其特征在于：在湿地景区浅水区配置种植黄菖蒲，于春、秋两季丛植、片植于池边、湖畔，将植株上部叶片剪去，留18-22厘米进行栽植，栽植后覆土压紧，以免水浪花冲走或者鱼咬食它，影响它的扎根，秋季，收割地上部分及挖除部分地下根茎进行适当处理，次年重复该过程，完成净化底泥重金属Cd。2.根据权利要求1所述的一种利用黄菖蒲固定和稳定湖泊底泥中重金属Cd的方法，其特征在于：栽植密度为10～12丛/㎡，当年生苗2～3株/丛，一二年生苗可单株...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宇力，张海珍，周虹，钱萍，隆晓明，范丽琨，
申请(专利权)人：杭州西湖风景名胜区杭州市园林文物局灵隐管理处杭州花圃，
类型：发明
国别省市：浙江,33