專利名稱：蘆竹(Arundo donax linn)植物修復濕地重金屬污染技術的制作方法
1、技術背景 隨著現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，環(huán)境中重金屬污染日趨嚴重。重金屬污染具有隱蔽性、不可逆性和長期性，耕地或濕地遭到污染后嚴重影響了農(nóng)副產(chǎn)品安全性，對人類健康造成巨大危害。尋找適合濕地生長，對重金屬污染有一定的耐性，生物量大，能富集重金屬但又不進入食物鏈，具有濕地修復能力的植物，對保護濕地改善水環(huán)境和土壤環(huán)境污染具有重要意義。
蘆竹(Arundo donax Linn)是發(fā)明者經(jīng)過多年研究，篩選而發(fā)現(xiàn)的一種濕地修復植物。蘆竹屬禾本科多年生常綠植物，叢生，一年內(nèi)多次發(fā)筍，具有粗而多節(jié)的根狀莖，桿粗壯，高可達2-6米，粗1-3厘米。它既像蘆葦又像竹，既耐寒耐熱，又耐澇耐旱，在貧瘠的土壤里或在受污染的濕地中照常生根發(fā)芽長成高大植株。研究發(fā)現(xiàn)蘆竹在60mg·kg-1濃度Cr6+污染下和在100mg·kg-1濃度的Hg2+污染下，照樣成活，八個月后對Hg2+富集量達200mg·kg-1(干重)以上。分別在100mg·kg-1濃度的Cd2+、Cu2+、Ni2+污染脅迫下，生長良好，地上部植物對Cd2+富集量大于100mg·kg-1(干重)以上。由此可得，蘆竹對Hg2+、Cd2+污染濕地具有較好的修復能力，可成為修復濕地重金屬污染的一種理想植物。
2.本發(fā)明實施方案和原理 在受重金屬Hg2+、Cd2+污染的濕地或土壤中按正常的蘆竹栽培方式[1，2]，每畝以660-3000株左右密度，冬季埋入地下莖，施適當?shù)牡⒘住⑩洀秃戏始s50千克·畝-1，春季開始發(fā)筍并生長。
蘆竹修復濕地重金屬污染，其原理與其他植物修復技術類似[3，4，5]，主要為四種方式，即植物萃取(Phytoextraction)、植物過濾(Phytofiltration)、植物揮發(fā)(Phytovolatilization)、植物穩(wěn)定化(Phytostabilization)。通過這些形式，植物從土壤中吸收重金屬并將其轉運和貯存到該植株的可收割部分，或通過植物根部吸收、沉淀、富集重金屬，從而達到凈化土壤作用。
3、本發(fā)明的創(chuàng)造性(1)、思路獨特，具有現(xiàn)實性國內(nèi)外對植物修復技術的報道很多，大部分是從野外礦區(qū)植物分布的調查中篩選植物，例如在我國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的能富集銅的海洲香薷(Elsholtzia splendens Sun)和鴨跖草(Commelinacommunis Linn)[6]，能富集鋅的東南景(Sedum alfredii H)[7]，能富集砷的大葉井口邊草(Pteriscretiza L)和蜈蚣草(Pteris vittata L)[8，9]，能富集錳的商陸(Phytolacca acinosa Roxb)[10]等等，但是這些植物都不適合在濕地生長。本發(fā)明是從濕地植物中進行篩選和研究，最終確定能修復濕地某些種類的重金屬污染的蘆竹植物，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)蘆竹不僅能修復被汞或鎘污染的濕地，而且在其他重金屬污染下(如Cu、Ni、Pb等)也能生長，并能富集少量污染重金屬，起到改善和保護濕地生態(tài)環(huán)境的作用，在海塘、江堤、湖灘、河湖岸邊、沙灘上種植還能起到固土護堤、美化環(huán)境的作用。
(2)、生物特性優(yōu)越，修復效果明顯蘆竹具有生物量大，適應性強之特點，正常蘆竹每畝產(chǎn)量高達3-5噸，而且繁殖容易，生長迅速，根系龐大，再生萌芽能力極強。在惡劣環(huán)境中也能旺盛生長，其適應能力在其他植物中少有。優(yōu)越的生物特性使它在重金屬污染脅迫下，也能正常生長，并對重金屬吸收較快，尤其對汞和鎘的積累，表現(xiàn)出較好的富集能力，蘆竹參與環(huán)境修復后的利用是非食用性的，切斷了有害重金屬在食物鏈中的傳遞和在土壤或水體中的遷移，因此蘆竹是修復濕地重金屬污染較為理想的選擇。
(3)、開發(fā)潛力大，應用前景好蘆竹是世界上最高產(chǎn)優(yōu)質的造紙原料，雖然在我國應用還不普及，但它凸現(xiàn)出的經(jīng)濟效益和環(huán)境保護能力，很快將會受到人們的重視。2004年我國黃河三角洲十萬畝蘆竹開發(fā)種植項目已經(jīng)正式啟動，不遠的將來一定會以它獨特的經(jīng)濟效益，生態(tài)效益和社會效益受到人們的青睞，蘆竹修復濕地重金屬污染的能力也一定會受到人們的關注。
4、本發(fā)明的新穎性 從20世紀九十年代開始，在我國的深圳、武漢等地人們利用寬葉香蒲、蘆葦床等人工濕地處理污水，但大部分研究的都是凈化有機污染物[11，12，13，14，15]，對濕地的重金屬污染修復研究很少，利用蘆竹修復濕地重金屬污染至今尚無一報道。蘆竹與蘆葦和寬葉香蒲等相比較，它具有更大的生物量、更強的適應性，這是本發(fā)明的新穎之處。
5、本發(fā)明的實用性 土壤重金屬污染其傳統(tǒng)的修復方法有物理法，化學法，如排土填埋、稀釋淋洗、物理分離、穩(wěn)定法及電化學法等，雖然治理效果較好，但是成本高，難管理，容易造成二次污染，對環(huán)境擾動大。植物修復技術的特點是成本低，對環(huán)境影響少，無二次污染。蘆竹對濕地重金屬污染的修復技術，一是植物材料易得，栽種簡單，成活率高，二是成本低，繁殖快，種、管、收省工，既不用灌水也無須除草，收益高，效果好，充分顯示出了發(fā)明的實用性。
6、技術領域 本發(fā)明是一種植物修復技術(Phytoremediation)，屬環(huán)境修復領域，也是環(huán)境產(chǎn)業(yè)中的一大類別。利用蘆竹植物修復濕地重金屬污染，尤其是修復濕地汞和鎘污染，它既符合植物修復技術中生物量大的要求，也符合植物修復技術中對重金屬具有耐性這一特點，同時也具備了吸收和積累汞、鎘重金屬之能力，是一項值得大力推廣的實用技術。
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蘆竹(Arundo donax Linn)植物修復濕地重金屬污染技術，是一項新穎的植物修復技術(Phytoremediation)。蘆竹植物是我國南部地區(qū)的一大經(jīng)濟和生態(tài)資源，本發(fā)明的申請旨在倡導更好地挖掘蘆竹植物的應用潛力，最大程度地發(fā)揮蘆竹植物的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，推動蘆竹植物的開發(fā)和利用。
權利要求
“蘆竹(Arundo donax Linn)植物修復濕地重金屬污染技術”的知識產(chǎn)權。
全文摘要
蘆竹(Arundo donax Linn)植物修復濕地重金屬污染技術，屬植物修復技術(Phytoremediation)。蘆竹是一種新發(fā)現(xiàn)的濕地或土壤重金屬污染的修復植物，它具有生物量大、適應性強、吸收重金屬快之特點。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，蘆竹分別在濃度為100mg.kg
文檔編號B09C1/10GK1586748SQ20041005558
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權日2004年8月5日
發(fā)明者韓志萍 申請人:韓志萍