一种利用野古草植物修复锡污染土壤和浅水水体的方法，禾本科植物野古草是研究首次发现的一种潜在锡（Sn）超积累植物，可利用其修复Sn污染土壤和浅水水体，具体是将野古草幼苗栽种于Sn污染土壤或水体中，利用其自身吸收积累和代谢功能对环境介质中的Sn污染物进行稳定、吸收和富集，待长至成熟后可将其地上部收割处理，待下一茬植株发芽并完成新的生命周期，重复实施该步骤即可实现逐步去除土壤或水体中Sn污染物的目的。本发明专利技术的优点是：通过在Sn污染土壤或浅水水体中种植野古草，利用其对Sn的超量富集提取作用，使污染土壤和水体得到修复，具有费用低廉、不破坏土壤基本结构与功能或水体理化性质、不引起二次污染等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及重金属毒物锡(Sn)污染土壤或水体的植物修复技术，具体是一种利用禾本科植物野古草(Arundinella anornala Steud.)植物修复锡污染土壤和浅水水体的方法。
技术介绍
随着上世纪以来快速的工业化发展，各种大量的人工化学品被释放到自然环境中。土壤既是最为重要的环境要素，又是农业生产和城市建设的基础。土壤作为主要的环境介质成为各类污染物的最大受体，各种有毒物质进入土壤，这不仅对农作物产量以及品质有不利影响，而且还能通过食物链对人类健康构成重大威胁，并通过物质迁移对大气、水等其他环境要素产生不利影响，参见文献1:周启星，孔繁翔，朱琳.2004.生态毒理学.北京科学出版社353-386。Sn是一种有毒有害的重金属元素，Sn及其化合物、合金等被越来越多地用于生产和生活中，环境Sn污染也随之而来。自然风化、Sn冶炼加工、含Sn废弃物等都在向环境输送Sn。环境Sn污染的来源主要有1)燃煤、石油及固体废物；2)工业或民用含Sn固体和液体；3) Sn工厂的废水；4)有机Sn化合物稳定剂的各种塑料制品和包装材料；5)船舶含Sn防腐漆；6)含有机Sn的杀虫剂和海产品制成的磷肥；7)其它含Sn的废弃物，参见文献2 :李桃，詹晓黎.2003.微量元素锡与健康.广东微量元素科学，10(11) :7-11。其中，在Sn矿开采、冶炼过程中存在资源利用有限、废渣中复合重金属污染土壤和地下水、Sn尘对人体肺部和呼吸系统造成严重危害等环境问题函待解决。当前，国内外关于有机Sn化合物的来源、污染和毒性研究较多，参见文献3:王家林，葛斌，刘丽丽.2009.海洋环境中的三丁基Sn污染.环境监测管理与技术，21 (6) : 15-19 ;文献4 :王珊珊，冯流.2005.有机锡化合物的毒性效应及其影响因素.安全与环境学报，5 (3) : 12-15，特别是对于三丁基Sn (TBT)的生物毒性及其对海洋污染的研究较多，参见文献 5 :Jenkins S M, Ehman K, Barone S Jr2004. Structure-activitycomparison of organotin species:dibutyltin is a developmental neurotoxicantin vitro and in vivo. Brain. Res. Dev. Brain. Res.，151 (1/2) : 1-12 ；文 献 6 :Ciesielski Tj WasikAj Kuklik L，et al. 2004.Organotin compounds in the livertissue of marine mammals from the polish coast of the Balticsea.Environ. Sc1.Technol. ,38(5):1415-1420 ;文献7:周名江，李正炎，颜天，等.1994.海洋环境中的有机锡及其对海洋生物的影响.环境科学进展，2(4) :67-74，但对于无机Sn的研究较少，只有少数文献初步分析了无机Sn与疾病之间的关系，参见文献8:曾昭华，曾雪萍.1998.癌症与土壤环境中Sn元素的关系.土壤与环境，8 (4): 241-244，至今对于土壤中Sn元素来源、迁移转化、污染修复等方面的研究很少，尤其是Sn超积累植物的筛选，至今在国际上几乎无人做过这方面的研究。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，参见文献9: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(Phytoremediation)是近几十年来发展起来的环境污染治理技术,它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，就像一座“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各个方面，既可以净化空气和水体，又可以清除土壤中的污染物质，参见文献10: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。目前国内外有关植物修复技术方面的研究已有许多报道。从已报道的修复植物来看，大部分采取野外采样法，即到重金属污染较为严重的矿区及周围地区采集仍能正常生长的植物即耐性较强的植物，并分析其各器官的重金属含量，涉及藻类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物，既有草本植物，也有木本植物。迄今为止，已发现的超积累植物有400多种,参见文献11 :何章莉，潘伟斌.2004.受污染土壤环境的植物修复技术.广东工业大学学报，21 (I) : 56-62，但已报道超积累植物的种类仍然非常有限，关于重金属超积累花卉植物的相关报道更是少见。因此，如果能从物种繁多的花卉资源中筛选出对污染土壤修复有重要意义和作用的超积累花卉植物，则将为植物修复开辟一条新的途径。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(Phytoextraction)、植物挥发(Phytovolati lizat ion)、根际滤除(Rhizof i ltrat ion)和植物稳定(Phytostabilization)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，参见文献12: chaneyR.L. , MalikM. , LiY. M. , et al. 1997. Phytoremediation of soil metals. Current opinionsin Biotechnology. 8:279-284。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部收获并集中处理，然后再连续种植，直至土壤中重金属浓度降低到环境安全水平。超积累植物(Hyperaccumulator)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的植物参见文献 13Brooks RR, Lee J,Reeves R D. 1977. Detection of nickliferous rocks byanalysisof herbarium species of indicator plants.Journal of GeochemicalExploration, 7:49-770现在超积累植物的概念已扩大到植物对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用野古草植物修复锡污染土壤和浅水水体的方法，作为国际上首个发现的潜在Sn超积累植物，其特征在于：在含有高浓度Sn的土壤或水体中，野古草表现出较强的耐Sn污染胁迫特征和积累特性，其生长过程未受到显著影响，地上部Sn积累量均高于100mg/kg，是普通植物在同一生长条件下的100倍，转移系数大于1.0；在含污染物Sn的土壤或浅水水体中种植野古草，通过野古草的根系大量吸收污染土壤或水体中的Sn，并将其转移至地上部器官；当植物长到开花期或成熟期时，将植物地上部器官从污染土壤或水体中移走，从而实现除去土壤或水体中污染物Sn的目的。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高志强，周启星，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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