一种利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法技术

本发明专利技术涉及污染环境的植物修复技术，具体地说是利用十字花科超积累／超富集植物球果蔊菜修复镉污染土壤的方法。该方法通过在含污染物镉的土壤上种植球果蔊菜，当植物长到开花期时或成熟期时，将植物整体从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物镉的目的；该方法通过球果蔊菜根系大量吸收污染土壤中的镉并将其转移至茎和叶等地上部器官，在开花期将植物整体即包括根、茎、叶及花序部分从污染土壤上移走，然后再移栽下一茬植物，之后重复上述过程。通过这种方式，可以从土壤中带走大量镉，从而达到快速、彻底去除土壤中超标镉的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法
本专利技术涉及污染环境的植物修复技术，具体地说是一种利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法。
技术介绍
重金属污染土壤的途径通常有以下两种：一是金属矿开采活动造成的环境污染，污染类型主要有坑口周围土壤中矿床矿物在水、气、热等环境因素长期作用下而形成的重金属污染较严重的土壤；采矿废石堆放过程中因淋滤等原因造成的重金属污染土壤；含有较高浓度重金属的矿山废水对土壤造成的污染等。二是工业污水灌溉农田引发的重金属污染土壤，具有代表性的是我国发现最早，面积较大，而且污染又十分严重的沈阳张士灌区污染土壤，其主要重金属污染物是Cd[文献1：吴燕玉，陈涛，张学询.1986.沈阳张士灌区镉的污染生态研究.见：高拯民主编，土壤-植物系统污染生态研究.295-301]。Cd是环境中的有毒物质，是生物体的非必需元素，其化合物的毒性很大，蓄积性很强，高浓度的镉对大多数动物有致畸、致突变和致癌作用，因此，镉污染土壤急需修复。世界各国对土壤重金属污染十分重视，采取了各种各样的修复方法，如消除重金属毒性的固化技术、玻璃化技术，修复挥发性重金属的电动力修复技术等。但这些技术对污染场地破坏较大，修复费用昂贵，且存在着运输、储存、回填等新的环境问题，在小面积或重污染土壤处理中作用很大，甚至不可替代，但对于面积巨大、污染程度较轻的污染土壤来说则难以应用。因此，人们寻求费用较低、修复效果又好的革新技术。植物修复技术利用重金属超积累植物/超富集植物的提取作用在稳定污染土壤减少风蚀、，水蚀及不引起地下水二次污染的同时，使污染土壤得到修复，既不破坏污染现场土壤结构、培肥地力，又减少修复费用，已成为世界各国竞相研究的热点。超积累植物(Hyperaccmulator)也叫超富集植物，这一定义最初是由Brooks等提出的，当时用以命名茎中Ni含量(干重)大于1000mg/kg的植物[文献2：Brooks R.R.，Lee J.，Reeves R.D.，et al.1977.Detection ofnickliferous rocks by analysis of herbarium species of indicator plants.Journal ofGeochemical Exploration.7：49～77]。现超积累植物的概念已扩大到植物对所有金属元素的超量富集现象，即是指能超量富集一种或同时富集几种金属元素的植物。现一般认为[文献3：Chaney R.L，Malik M.，Li Y.M.，et al.1997，Phytoremediation of soil metals.Current Opinions in Biotechnology.8：279～284；文献4：Brooks，R.R.，Chambers，M.F.，Nicks，L.J.，Robinson，-->B.H.，1998.Phytoming.Trends in Plant Science.3，(9)：359～362；文献5：SaltD E.Phytoextraction：present applications and future promise.2000.In：Wise DL，et al.(eds.)，Bioremediation of Contaminated Soils.New York，MarcelDekker]超积累植物应同时具备三个特征：一是植物地上部(茎或叶)金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍，其临界含量分别为Zn10000mg/kg、Cd 100mg/kg、Cu 1mg/kg，Pb、Cu、Ni、Co均为1000mg/kg；二是植物地上部重金属含量大于根部该种金属含量；三是植物的生长没有出现明显的毒害症状。其实，植物地上部生物量没有明显下降(与生长在未污染土壤同种植物生物量相比)同时植物地上部富集系数大于1也是必不可少的特征。生活在重金属污染程度较高土壤上植物地上部生物量没有显著减少是超积累植物区别于普通植物的一个重要特征。超积累植物能够超量富集重金属而生物量又没有明显下降的可能机理是液泡的区室化作用和植物体内某些有机酸对金属的螯合作用消除了金属植物生长的抑制[文献3：ChaneyR.L.，Malik M.，Li Y.M.，et al.1997，Phytoremediation of soil metals.CurrentOpinions in Biotechnology.8：279～284；文献6：Ortiz，D.F.，Ruscitti，T，McCue，K.F.，Ow，D.W 1995.Transport of metal-binding peptides by HMT 1，a fission yeast ABC-type vacuolar membrane protein.J Biol.Chem.，270：4721～4728；文献7：Kramer，U.，Cotter-Howells，J.D.，Charnock，J.M.，Baker，A.J.M.，Smith，J.A.C.1996.Free histidine as a metal chelator in plantsthat accumulate inckel.Nature，379：635～638]，这是超积累植物所具有的区别于普通植物的超强忍耐性的表现特征之一。而对于普通植物而言，虽有些植物在这种情况下也能生存下来并完成生活史，但其地上部生物量往往会明显降低，通常表现为植株矮小，有的生物学特性还会改变如叶子、花色变色等[文献8：孔令韶.1982.植物对重金属元素的吸收积累及忍耐、变异.环境科学，1：65～69 ]。植物地上部富集系数大于1，意味着植物地上部某种重金属含量大于所生长土壤中该种重金属的浓度，这是超积累植物区别于普通植物对重金属积累的又一个重要特征。因为当土壤中重金属浓度高到超过超富集植物应达到的临界含量标准时，甚至高出几倍的情况下，因植物对重金属的积累有随土壤中重金属浓度升高而升高的特点[文献9：郭水良，黄朝表，边媛，林国平.2002.金华市郊杂草对土壤重金属元素的吸收与富集作用(I)-6种重金属元素在杂草和土壤中的含量分析.上海交通大学学报(农业科学版)，20(1)：22～29]，植物对重金属的积累量虽达到了公认的临界含量标准，但当土壤中重金属浓度略低于超积累植物所应达到的含量标准时，植物对重金属的积累量可能就难以达到超富集植物应达到的临界含量标准而表现出与普通植物相同的特征，同时由于土壤pH等因素对污染土壤中重金属可吸收态的影响，在土壤中重金属浓度较高的情况下，普通植物也可能正常生长，因此，那-->些植物所表现出的较强耐性的表面特征也可能是一种假象。因此，植物地上部生物量没有明显减少同时地上部富集系数大于1也应是超积累植物区别于普通植物的必不可少的特征。其中，植物地上部富集系数至少应当在土壤中重金属浓度与超富集/超积累植物应达到的临界含量标准相当时大于1。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种费用低廉、可操作性强、不破坏土壤理化性质、不引起二次污染、且对防止污染土壤风蚀、水蚀均有良好效果的修复镉污染土壤的方法。为了实现上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法，其特征在于：在含污染物镉的土壤上种植球果蔊菜，当球果蔊菜长到开花期或成熟期时，将植物整体从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物镉的目的。

【技术特征摘要】
1.一种利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法，其特征在于：在含污染物镉的土壤上种植球果蔊菜，当球果蔊菜长到开花期或成熟期时，将植物整体从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物镉的目的。2.根据权利要求1所述利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法，其特征在于：所述种植球果蔊菜是指将幼苗期的球果蔊菜移植在含污染物镉的土壤上。3.根据权利要求1或2所述利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法，其特征在于：在含污染物镉的土壤上种植球果蔊菜，可采用露天栽培，根据土壤缺水情况，浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的40～95％。4.根据权利要求1所述利用十字花科植物修复镉污染土壤的方法，其特征在于：在含污染物镉的土壤上采用复种的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周启星，魏树和，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]