一种利用观赏植物缨绒花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，具体地说是一种利用超积累／超富集观赏植物缨绒花（Ｅｍｉｌｉａ　ｊａｖａｎｉｃａ）修复镉污染土壤的方法。本发明专利技术利用镉超富集植物缨绒花根系大量吸收、富集污染土壤中的镉，并向上转运到地上部，当植株生长到开花或成熟期时将植物整体移除并妥善处理，从而从土壤中吸除大量的镉；通过反复种植该种植物，重复上述过程，就可以连续提取污染土壤中过量的镉，直到其镉含量达到环境安全标准。该方法具有工程量小，不破坏土壤的理化性质，无二次污染，且可以在治理污染同时美化环境等优点。

【技术实现步骤摘要】

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超富集观赏植物 缨绒花修复镉污染土壤的方法。
技术介绍
土壤中的镉污染已成为一个日益严重的环境问题。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%。其中，重金属是土壤与农产品中的主要污染物，占污染物超标农产品总 面积和总产量的80%,而Cd污染农产品超标面积达27. 86万ha，其中严重污 染面积占10%以上.北京:社会科学文献出版社,2001:32.]。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，治理任 务已刻不容缓。目前可用于治理土壤重金属污染的技术很多，主要包括各种物理化学治理技 术和生物修复技术。其中，物理化学治理技术主要是指一类基于机械物理和化学 原理的工程技术，常见的有客土法、固化法、化学淋洗法等。这些物理化学治理 技术各有其优点，在治理小范围环境污染以及处理严重突发污染事故中作用较大， 但是一般存在着技术难度大、花费高、工程量大以及易造成二次污染等问题，很 难在面积大、程度轻的环境污染治理中推广应用。在生物修复技术中，常用于治理环境重金属污染的方法主要是植物修复技术。 植物修复(Phytoremediation)是指利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤 中的有毒有害污染物。作为一种新兴的原位绿色修 复技术，植物修复具有费用低廉、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。 在植物修复技术中，作为其核心技术之一的植物提取修复技术(Phytoextraction)， 即利用超富集植物(Hyperaccumulator)去吸收去除土壤中过量的重金属，被认为 是最有发展前景的植物修复技术。在欧美以及我国，大多数获得成功的示范性植 物修复项目都是运用了植物提取修复技术。在植物提取修复技术的研究和实践中，筛选出能够超量累积重金属的超富集 植物是开展工作的必要前提和基础。然而，迄今为止，在已发现的400-500种超 富集植物中，镉超富集植物种类很少，而具有我国自主知识产权的镉超富集植物 就更少；而已筛选出的镉超富集植物大多数是野生品种，地域适应性差，生长慢 且地上部生物量小，加之在农艺性状、病虫害防治、育种潜力以及生理学方面的 研究不完备，严重影响其在实际修复的应用。因此，寻找更多更为理想的超富集植物仍然是当前植物提取修复研 究的一项重要任务。观赏植物是人类利用历史悠久的一大植物类群，包含40万个以上的栽培品 种，种质资源极其丰富，而我国是世界上拥有观赏植物种类最为丰富的国度之一 .北京:中国农业出版社，2001.]。在观赏植 物中筛i!M富集植物并用于修复研究和实践具有以下优点(1)观赏植物种质资 源丰富，既有草本也有木本植物，为筛选工作奠定了坚实的基础；(2)能够在进 行治理污染同时美化环境， 一举两得；(3)观赏植物一般不会进入食物链，可减 少对人体的危害；(4)很多观赏植物都有一定的经济价值，修复后植物材料可以 作为原材料，以提高修复产出，降低修复成本；(5)人类在长期的农业生产中， 积累了丰富的观赏植物栽培管理经验，使得观赏植物的修复实践有了充分的农业 技术保障。因此，从观赏植物中筛i^M富集植物并4用于修复实践是完全可行的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用超富集观赏植物缨绒花(五m龜y"謂^)修复镉污染土壤的方法，解决现有技术中存在着技术难度大、花费高、工程量大以及易 造成二次污染等问题，不破坏土壤的理化性质，且可以在治理污染土壤的同时美 化环境，可以在大面积环境污染治理中推广应用。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为在镉污染土壤上种植缨绒花，由缨 绒花根系从污染土壤大量吸收镉并向地上部转移，收获植株并将其妥善处理，然 后再种植第二茬缨绒花，重复上述操作，就可持续吸收去除土壤中过量的镉，经过若干修复周期就可以达到清除土壤中的镉污染的目的。 本专利技术的具体实施步骤如下(1) 将株高6-10cm或含4片展开真叶的缨绒花幼苗移载到镉污染土壤中；(2) 在镉污染土壤中种植的缨绒花釆用室外栽培，定期浇水，使土壤含水量 保持在田间持水量的70 - 80%;(3) 当缨绒花长至开花或成熟期时，将植物从污染土壤上移除，再种植第二 茬缨绒花，重复上述操作，直至土壤中的镉含量达到环境安全标准。收获的缨绒花可以作为观赏花卉(商品)进行出售，在获得经济效益的同时, 自动获得对生物量的处理(千家万户可以把使用过的花卉扔到各自的垃圾箱，随 着垃圾的处理，就解决了生物量的处理)。因此，大规模栽培，意味着大规模修复, 同时也意味着通过商品交换取得更大的经济效益。当然，如果不考虑成本，可以 进行集中处理，或者卫生填埋，或者进行资源化加工处理，回收其中的镉，可以 避免二次污染。本专利技术首次把缨绒花确定为重金属镉超积累或超富集植物，所釆用的缨绒花 (五m/fe^"ra"^)为一年生草本花丼，具有较好的观赏价值。其植物分类学特征如 下菊科一点红属植物。株高40—60cm。根系浅，侧根多。茎直立或近直立，秃 净或被疏毛，粉绿色，分技多。叶稍肉质，基部和下部叶柄具狭翅，叶片披针状 矩圆形；上部叶柄有阔翅，抱茎；叶面灰绿色，叶背常为紫红色。头状花序，花 径l.O-Ocm,单生或簇生于技端呈伞房状，小花红色，管状，全为两性。果实为 痩果，狭矩圆形，有棱，冠毛白色。种子细小，披针形，浅褐色，表面有纵条紋。 用种子繁殖。缨绒花对土壤要求不严格，耐旱耐贫瘠；实验中发现，撒落在地上的种子在 合适的温、湿度条件中可自行萌发生长，是一种适应性较强的花卉。研究表明， 缨绒花是一种镉超富集植物，对土壤中的镉具有很强的忍耐、吸收和累积能力。本专利技术的有益效果是(1 )本专利技术通过种植镉超富集植物缨绒花来修复镉污染土壤。该方法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；而且 作为一种绿色原位修复技术，所收获植株进行集中处理，不会造成二次污染，同 时修复进程不仅不会破坏土壤生态环境，还有助于改善因重金属污染而引起的土 壤退化和生产力下降，恢复并提高其生物多样性。(2)另外，作为一种观赏植物，种植缨绒花在修复环境镉污染的同时，可以 起到美化环境的作用，具有良好的生态效益。附图说明图1为实施例2中在不同镉处理浓度下对缨绒花干生物量的检测图。 图2为实施例2中在不同镉处理浓度下缨绒花地上部镉提取量和提取率的示 意图。具体实施方式 实施例1本实验于2006年进行。实验地点设在中国科学院沈阳生态站内，该站地处下 辽河平原的中心地带，距沈阳巿区约35km，属暖温带半湿润大陆性气候。盆栽 试验土壤釆自该站无污染区表土 (0-20 cm), 土壤类型为草甸棕壤，其tt理化 性质为pH值6.60,有机质重量含量1.55%,总Cd含量0.22mg/kg,总As含 量10.40 mg/kg。实验共设3个处理，分别为CK(对照，不投加重金属)、CdlOmg/kg、 Cd本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用观赏植物缨绒花修复镉污染土壤的方法，其特征在于：在镉污染土壤中种植植物，当植物生长至开花或成熟期时将植物整体移除，从而去除土壤中过量镉，所述植物为：缨绒花。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，周启星，刘睿，
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]