一种联合强化修复镉污染土壤的方法技术

本发明专利技术涉及重金属污染土壤的植物修复，具体的说是一种利用联合强化措施修复镉污染土壤的方法。该方法是在待修复土壤中施入铵态氮肥，然后种植孔雀草，待孔雀草生长至开花或成熟期时，在土壤中添加螯合剂，再生长１０－１５天后将植物整体移除，从而达到修复镉污染土壤的目的。本发明专利技术通过施用酸性肥料，不仅可以明显缓解螯合剂对植物的毒害，还可以显著提高螯合剂的强化修复效果，从而加速镉污染土壤的植物修复过程。本发明专利技术具有修复成本低、修复效率高、可操作性强、环境风险小等优点，且可以在治理污染土壤的同时美化环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术^及重金属污染土壤的植物修复，具体的说是一种利用联合强 化措施修复镉污染土壤的方法。
技术介绍
我国土壤环境中的镉污染主要来源于工矿企业排放的废水、废气和废渣，以及污水灌溉、污泥农用等农业生产活动。据2001年农业部对全国24 个省巿320个重点污染区548万ha农田进行的调查表明，全国污染区大田 类产品中污染物超标面积占污染区农田总面积的20 。/。，而Cd污染农产品超 标面积达27. 86万ha .北京社会科学文献出版社，2001:32.]。 据报道，江西大余矿区、沈阳巿张士灌区、上海的沙川灌区等都是典型的 重金属Cd污染区，严重污染面积(生产出粮食的Cd含量超过食品卫生标 准数倍甚至数十倍)占10%以上。由此 可见，我国土壤镉污染不仅面积大，而且污染程度较重，严重威胁到我国的 食品和生态安全，已成为一个亟需解决的环境问题。目前，可用于修复土壤重金属污染的技术很多，但成本廉价的方法却 并不多见。近年来出现的植物修复(phytoremediation)技术，作为一种原位 绿色修复技术，具有费用低廉、不破坏环境、易于为人们所接受等优点，已 经成为环境科学领域的研究与应用热点，并引起学术界、政府和企业界的高 度重视。将观赏植物应用于污染土壤修复方面的研究刚刚兴起，它不但能 够在进行治理污染同时美化环境， 一举两得；而且观赏植物一般不会进入 食物链，可减少对人体健康的危害。由于很多待修复土壤中目标重金属活性较低，而已经发现的超富集植 物大多生长缓慢，生物量小，而生长迅速、生物量大的富集植物一般很难 吸收富集高浓度的重金属，给实际修复带来了很多困难。鉴于此，人们探 索利用螯合强化技术，即在土壤中添加螯合剂来活化土壤中的重金属，提 高其生物有效性，促进植物吸收重金属，来提高植物修复的效率。目前螯 合强化修复技术已经成为植物修复领域研究最多的方向之一，取得了很大 的进展。然而，螯合强化技术也存在着不少问题(l)螯合剂及其与重金 属形成的螯合物一般具有较强的植物毒性，严重抑制植物生长，降低生物 产量，影响修复效果；(2)螯合剂活化重金属后，其螯合物不易降解，会 引起严重的重金属渗滤现象，造成对地表水和地下水等环境的二次污染；3(3)目前使用的螯合剂大多是非专一性的，在活化重金属同时也使一些微量营养元素的淋失量增加，导致土壤肥力下降；(4)螯合剂一般价格较高，其大量使用必然会增加植物修复的成本。如何既保证强化修复的效果，又 能减少对植物的毒害，降低修复成本，减轻环境风险，是螯合强化技术现 阶段急需解决的问题。作为一种生理酸性肥料，铵态氮肥不仅可以通过酸化根际环境活化土 壤中的重金属，促进植物吸收，还能促进植物生长，提高其生物产量，因 此常被用于强化重金属污染的植物修复。如果能够将铵态氮肥引入螯合强 化技术体系中， 一方面通过氮肥的酸化作用来提高螯合剂活化重金属、促 进植物吸收的效率，另一方面通过氮肥的增产作用来缓解螯合剂对植物的 毒害，这样就可以在保证较高修复效率的前提下，减少螯合剂用量，以降 低修复成本，减轻环境风险。因此基于铵态氮肥和螯合剂的联合强化技术 是完全可行的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效、经济、安全的联合强化修复镉污染 土壤的方法。为实现上述目的，本专利技术的
技术实现思路
为在待修复土壤中施入铵态氮肥， 然后种植具有很强镉富集能力的花丼孔雀草，待孔雀草生长至开花或成熟 期时，在土壤中添加螯合剂，再生长10-15天后将植物整体移除，从而达到 修复镉污染土壤的目的，其中螯合剂的添加量为每千克土壤中1. 0-2. 0 mmol,铵态氮肥施用量为每千克土壤中0.94-1.88g。同时可根据土壤中肥 力状况施用适量促进植物生长的磷钾肥。所述铵态氮肥为硫酸铵((NH4)2S04)，螯合剂为乙二醇双四乙酸 (EGTA)。所述种植孔雀草是指将高5-8 cm或含4片展开真叶的孔雀草幼 苗移载到镉污染土壤中。在镉污染土壤中种植的孔雀草采用室外栽培，定 期浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的60 - 80%。在镉污染土壤上釆用复种的方式种植孔雀草，即在第一茬长到开花或成熟期时，将植物整体从 污染土壤上移出，再种植第二茬，重复上述过程，直至土壤中的镉含量达 到环境安全标准。本专利技术所具有的优点(1) 本专利技术在螯合强化修复的基础上，配合肥料强化措施，既保证了 较高的修复效率，又降低了修复成本和环境风险；(2) 本专利技术选用的孔雀草对镉的耐性和富集能力强，栽培管理非常容 易，且生长速度快，具有很好的观赏价值，在修复镉污染土壤的同时，可 以起到美化环境的作用，具有良好的环境效益；(3) 本专利技术釆用植物原位强化修复镉污染土壤的措施，与传统的污染 土壤治理方法相比，具有投资少、工程量小、技术要求不高等优点。附图说明图1为实施例2中在不同处理下对孔雀草地上部生物量的检测图。图2为实施例2中在不同处理下对孔雀草地上部镉含量的检测图。 图3为实施例2中在不同处理下对孔雀草地上部镉提取量和提取效率 的示意图。具体实施方式 实施例1常见的铵态氮肥有硫酸铵、氯化铵等，为了挑选一种合适的氮肥用于 联合强化修复，进行了本实验。实验地点在中国科学院沈阳应用生态研究 所的网室内，该场地在沈阳巿中心，实验场地周围没有污染源，是重金属 未污染区。盆栽试验土壤为釆自沈阳巿张士灌区的镉污染土壤，土壤类型 为草甸棕壤，其基本理化性质为pH值5.89，有机质含量1.75%,总Cd含 量5. 09 mg/kg。本实验共设5个处理，分别为CK (对照未施入氮肥),；(NH4)2S04 2 个梯度SI (0.2g/kgN)、 S2(0.4g/kgN);腿4(312个梯度Cl ( 0.2g/kg N )、 C2(0.4g/kgN);每个处理重复3次。所有处理施用0.05 g/kgP和0.063 g/kg K(KH2P04)作为底肥。将供试土壤风干过4mm篩后，以固体形式拌入氮肥 和底肥，充分混勾后装入塑料盆(0 =20 cm, #=15 cm)中，每盆装土 2. 5 kg,平衡l个月待用。同时进行花弁育苗，将土壤、河沙、蛭石按照7: 2: 1的重量份数比例混匀装入穴盘中，点播孔雀草种子，保持土壤湿润。20-30 天后，苗高5-8cm，含4片真叶，选取长势一致的苗移入处理盆中，每盆2 棵。每日根据盆中土壤水分状况，浇入适量自来水，使土壤含水量经常保 持在田间持水量的60-80%左右。植物生长45天后收获植株。将收获样品分为根、茎、叶3部分，分别 用自来水充分冲洗以去除粘附于植物样品上的泥土和污物，然后再用去离 子水冲洗，沥去水分，在85'C杀青1小时；然后在65'C下烘干至衡重，称 量干重后粉碎备用。植物样品釆用HN03-HC10,法消化(二者体积比为3: 1), 用原子吸收分光光度计测定其中的Cd含量。实验结果如下参见表1可知，孔雀草对两种氮肥的反应完全不同。施用(NH4)2S04显著提高了孔雀草的地上部生物量，使其地上部镉含量略微 升高，但是作用并不明显，最终两个水平(NH4)2S04的处理都显著提高了孔雀草的地上部镉提取量和提取效率，分别为对照的2. 06、 2. 35倍。而施用 NH4Cl对孔雀草的生长具有很强的抑制作用，在C2处理下，多次移栽孔雀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合强化修复镉污染土壤的方法，其特征在于：在待修复土壤中施入铵态氮肥，然后种植孔雀草，最后在土壤中添加螯合剂，从而达到修复镉污染土壤的目的，所述铵态氮肥为硫酸铵，螯合剂为乙二醇双四乙酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，周启星，于志国，刘维涛，
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]