一种利用富集植物全叶马兰修复镉污染土壤的方法技术

本发明专利技术涉及镉污染土壤的植物修复技术，具体地说是一种利用富集植物全叶马兰修复镉污染土壤的方法，在含污染物镉的土壤上种植全叶马兰，通过全叶马兰根系大量吸收污染土壤中的镉，并将其转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物镉的目的。本发明专利技术利用富集植物全叶马兰治理镉污染土壤，具有费用低廉、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、水蚀均有良好的效果等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及重金属污染土壤的植物修复技术，具体地说是一种利用富集 植物全叶马兰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l: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，镉污染土壤急需治理。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，治理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，治理费用昂贵，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，人们寄希望于费用较低、修复效果又好的革新技术植物修 复技术(文献2:周启星，魏树和，张倩茹等编著.生态修复.中国环境科学出 版社.2006)。植物修复(Phytoremedition)是近20年来发展起来的环境污染治理技术， 它广泛利用绿色植物的新陈代谢活动来固定、降解、提取和挥发环境中的 污染物质，就象一座"绿色清洁工厂"一样将污染物质加工成可直接去除的物 质形态或转化为毒性小甚至无毒的物质，从而对污染环境进行彻底的治理； 它具有不引起地下水二次污染，使污染土壤与水体可持续利用和美化环境 等特点，因而也是一项非常理想的绿色修复技术。植物修复的应用范围相 当广泛，几乎涉及到污染环境治理的方方面面，既可以净化空气和水体， 又可以清除土壤中的污染物质(文献3:周启星，宋玉芳等著.污染土壤修复原 理与方法.科学出版社，2004)。重金属污染土壤的植物修复是指利用植物及其根际微生物体系的提取、挥发和转化固定作用去除污染土壤中的重金属，或将重金属稳定在污 染现场防止其对地下水及周围环境造成更大的污染。植物修复主要包括植物提取(Phytoextrtion)、植物挥发(Phytovoltiliztion )、根际滤除(Rhizofiltrtion) 和植物稳定(Phytostiliztion)四种作用方式，其中，植物提取方面的研究日 益受到人们的关注。植物 提取，即利用重金属富集植物(特别是超富集植物)从污染土壤中超量吸收一 种或几种重金属，并将其转移、贮存到茎、叶等地上部器官，随后将植物 整体(包括部分根)收获并集中处理，然后再连续种植，以便使土壤中重 金属浓度降低到可以接受的水平。超富集植物的主要特征(衡量标准)为1) 植物地上部(主要是指茎和叶)重金属含量超过某一临界含量，如Zn 画00mg/kg、 Cd 100mg/kg、 Au lmg/kg， Pb、 Cu、 Ni、 Co均为1000mg/kg 等(文献 6: Baker AJM ， Brooks RR. Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements- a review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery 1989， 1: 81 126);2) 植物地上部重金属含量大于根部该种重金属含量；3) 植物的生长没有出现明显的毒害症状；4) 植物地上部生物量(茎、叶与花序干重之和)与未投加重金属的对照 相比没有显著下降；5) 植物地上部(茎、叶与花序的平均值)对某种重金属的富集系数大于 1，至少当土壤中重金属含量与超富集/超积累植物应达到的富集/积累水平 相当时，地上部(主要是茎或叶)富集系数大于1 (如土壤中重金属含量分别 为Zn 10000mg/kg、 Cd 100 mg/kg 、 Au 1 mg/kg ， Pb、 Cu、 Ni、 Co均为 1000mg/kg);富集系数AC—直物地上部重金属含量/土壤中重金属含量； 富集植物的衡量标准如下1) 植物地上部重金属含量大于根部该种重金属含量；2) 植物地上部生物量(茎、叶与花序干重之和)与未投加重金属的对照 相比没有显著下降；3) 植物的生长没有出现明显的毒害症状；4) 植物地上部(茎、叶与花序的平均值)对某种重金属的富集系数大于 1，但没有满足植物地上部(茎和叶)重金属含量超过某一临界含量这一标 准。5) 经过浓度梯度试验后，植物如果仍达不到超富集植物标准，则认为 是富i植物(文献7: Ma LQ， Komar KM， Tu C ， et al. A fern that4hyperaccumulates arsenic. Nature 2001; 409: 579;文献8: Wei S， Zhou Q， Koval PV. Flowering stage characteristics of cadmium hyperaccumulator Solanum nigrum L. and their significance to phytoremediation. Science of the Total Environment.2006， 369 (2006) 441-446)。
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治 理镉污染土壤的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 ，在含污染物镉的土 壤上种植全叶马兰，通过全叶马兰根系大量吸收污染土壤中的镉，并将其 转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器 官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物镉的目的。所述地上部生物量最大时，是指植株从开花期至成熟期这一段时期， 成熟期是指全叶马兰生长到种子成熟时。当植物长到地上部生物量最大时， 可以是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。在含污染物镉的土壤上种植全叶马兰，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%。所述种植全叶马兰是指在土壤上直接播种全叶马兰种子或将幼亩期的 全叶马兰移植在含污染物镉的土壤上。在含污染物镉的土壤上种植全叶马兰，可采用复种的方式，即在第一茬 全叶马兰长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走， 再重复上述过程，直至最终修复镉污染土壤；通过这种方式，可以从土壤 中带走大量的镉，^而达到快，、彻底去除土壤中污染镉的目的。 .,所述含污染物镉的土壤中镉含量的为0. 3-100mg/kg。 .本专利技术利用富集植物全叶马兰治理镉污染土壤，具有费用低廉、可操作 性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用富集植物全叶马兰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全叶马兰，通过全叶马兰根系大量吸收污染土壤中的镉，并将其转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物镉的目的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏树和，周启星，
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]