專利名稱：一種利用葉用紅菾菜修復(fù)重金屬鎘污染土壤/底泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重金屬污染土壤/底泥的植物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種利用葉用紅泰菜修復(fù)重金屬鎘污染土壤/底泥的方法。
背景技術(shù)：
土壤重金屬污染不但導(dǎo)致糧食的減產(chǎn)，而且通過植物吸收進入食物鏈進而危害人類的生命和健康，同時污染土壤中的重金屬作為潛在的二次污染源，很可能會通過徑流、淋濾而污染地表水和地下水。目前，我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占總耕地面積的1/5，全國每年因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸，被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸，部分地區(qū)與土壤重金屬污染有關(guān)的癌癥發(fā)病率和死亡率不斷上升。
底泥污染是河流污染的重要研究內(nèi)容之一，也是世界范圍內(nèi)一個突出的環(huán)境問題。作為河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，底泥不僅是河流營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，而且也是營養(yǎng)物質(zhì)的主要集中庫，作為河流污染物的主要蓄積庫，底泥不僅可以直接反映水體的污染歷史，而且在一定條件下可以向上覆水體釋放各種污染物，是影響河流水質(zhì)的重要的二次污染源。底泥與上覆水之間不停的進行著物質(zhì)交換，溶解于水中的污染物濃度在很大程度上要受到底泥的影響。因此，河流底泥污染的研究和治理，是河流污染綜合整治的重要內(nèi)容，是從根本上解決河流污染問題的重要途徑之一。因此，重金屬污染土壤/清淤底泥的治理與修復(fù)已成為迫在眉睫的環(huán)境問題。重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)不外乎物理、化學(xué)和生物等方法，這些方法可分為兩大類型一類是客土、填埋、覆蓋新土。該類工程措施是比較經(jīng)典的土壤重金屬污染治理措施，它雖具有徹底、穩(wěn)定的特點，但實施工程量大、投資費用高，破壞土體結(jié)構(gòu)，引起土壤肥力下降，并且還要對換出的污土進行堆放或處理，因此不是一種理想的污染土壤修復(fù)方法。還有一類是淋洗和植物修復(fù)等辦法，這類辦法可從根本上解決重金屬的去除問題，其中淋洗是用化學(xué)溶劑對受污染土壤進行清洗，把重金屬洗去，但這種辦法除了耗資巨大和工程量大之外，還存在二次污染的問題，如何處理洗下來的含毒溶劑是個難題，此外經(jīng)淋洗后的土壤往往變成了砂礫，失去了土壤本身的功能，大大降低了利用價值。因此，目前國際上研究的熱點集中在具有安全、廉價、綠色等特點的植物修復(fù)技術(shù)研究。對于清淤底泥的重金屬污染治理的物理、生物和化學(xué)等三類方法，物理方法投入太大，化學(xué)方法難持久，利用自然界存在的重金屬超富集和耐性植物，將底泥中的重金屬移出底泥，營造良好的生態(tài)環(huán)境，達到綜合整治清淤底泥的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用葉用紅泰菜修復(fù)重金屬鎘污染土壤/底泥的方法，該方法能夠保持治理效果的永久性和治理過程的原位性、治理成本的低廉性、環(huán)境美學(xué)的兼容性和后期處理的簡易性。
—種利用葉用紅泰菜修復(fù)重金屬鎘污染土壤/底泥的方法為在鎘污染土壤/底泥中種植葉用紅泰菜，當(dāng)葉用紅泰菜生長到成熟期時，將植物從污染土壤/底泥中整體移走，進而實現(xiàn)去除土壤/底泥中重金屬鎘的目的。所述種植葉用紅泰菜是將含4-6片真葉的葉用紅泰菜幼苗移栽于重金屬鎘污染的土壤/底泥中。所述在重金屬鎘污染土壤/底泥中種植的葉用紅泰菜采用溫室栽培，定期澆水，使土壤含水率保持在田間持水量的60-70%。所述在重金屬鎘污染土壤/底泥中種植的葉用紅泰菜，當(dāng)植物生長到成熟期將植物整體移除，再多次反復(fù)種植該植物，直至土壤/底泥中的鎘達到土壤/底泥環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點植物修復(fù)技術(shù)是以植物耐受和富集某種或某些有機或無機污染物為基礎(chǔ)，利用植物吸收累積和植物根際過濾等過程，清除環(huán)境中污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)以其成本低廉，美化環(huán)境，應(yīng)用范圍廣，以及穩(wěn)定地表、減少水土流失和污染物淋濾等特點而受到國內(nèi)外的關(guān)注，已成為污染生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究的熱點。研究資料表明，植物修復(fù)的成本只是其他修復(fù)方法的1/20-1/4，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。植物修復(fù)技術(shù)是通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、穩(wěn)定等作用，凈化和固定環(huán)境中的污染物，達到凈化環(huán)境的目的。植物修復(fù)技術(shù)具有如下優(yōu)點①治理效果的永久性和治理過程的原位性；②治理成本的低廉性；③環(huán)境美學(xué)的兼容性后期處理的簡易性。本發(fā)明所采用的葉用紅泰菜(Betavulgaris var. cicla L.)又稱紅牛皮菜,為藜科泰菜種的變種,植株生長強健,葉片、葉柄為紫紅色或鮮紅色，具有良好的觀賞價值。栽培適宜性強，病蟲害少。
具體實施例方式實施例I盆栽濃度梯度實驗盆栽實驗地點在沈陽大學(xué)南校區(qū)溫室內(nèi)，該場地在沈陽市中心，實驗場地周圍無污染源，是重金屬未污染區(qū)，屬于受季風(fēng)影響的濕潤和半濕潤暖溫帶大陸性氣候。盆栽實驗土壤采自中國科學(xué)院沈陽生態(tài)站內(nèi)無污染區(qū)的表層(0-20cm) 土壤，土壤類型為草甸棕壤，其基本理化性質(zhì)為pH值6. 5，有機質(zhì)含量15. 5g/kg，總Cd含量O. 12 mg/kg，土壤機械組成砂粒21. 4%、粉粒46. 5%、粘粒32. 1%。該實驗設(shè)置6個處理，采用上述清潔土壤自制Cd污染土壤，清潔土壤自然風(fēng)干后，過2mm篩，以CdCl2 · 2. 5H20 (分析純)形式拌入污染物，Cd投加處理濃度分別為0 mg/kg(CdO),5 mg/kg (Cd5),10 mg/kg (CdlO),25 mg/kg (Cd25),50 mg/kg (Cd50),100 mg/kg(CdlOO)0 土壤平衡2周后，混合均勻裝入塑料花盆中，每盆裝入土 1.0 kg，所有處理重復(fù)3次。葉用紅泰菜種子消毒后于清潔土壤中進行育苗，當(dāng)長出4-6片真葉時，將葉用紅泰菜幼苗移栽于上述鎘污染處理中。每盆保苗4株，花盆隨機放置在溫室中并不定期更換位置。植物每日用去離子水澆灌并保持60-70%田間持水量。3個月后收獲植物。植物樣品用去離子水沖洗干凈后分為地上部和根部兩部分。植物樣品在烘箱中70°C烘至恒重后稱量干重并記錄。烘干的植物研磨后儲存待測。植物樣品中重金屬濃度的分析采用原子吸收光譜法測定。實驗結(jié)果不同處理下葉用紅泰菜根部、地上部及總干重的情況如表I所示，與對照處理CdO相比較，Cd濃度為5，10 mg/kg處理下，葉用紅泰菜根部、地上部干重?zé)o顯著變化；當(dāng)Cd濃度為25，50，100 mg/kg處理中，其根部、地上部干重顯著降低。總提上，隨著Cd濃度的增長，葉用紅泰菜根干重、地上干重及總干重呈現(xiàn)下降的趨勢，當(dāng)Cd=IOO mg/kg時，葉用紅泰菜植株矮小，生長受到抑制，生物量達到最小值。表I不同處理下葉用紅泰菜的根、地上部及總干重(g/pot)
權(quán)利要求
1.一種利用葉用紅泰菜修復(fù)重金屬鎘污染土壤/底泥的方法，其特征是在鎘污染土壤/底泥中種植葉用紅泰菜，當(dāng)葉用紅泰菜生長到成熟期時，將植物從污染土壤/底泥中整體移走，進而實現(xiàn)去除土壤/底泥中重金屬鎘的目的；所述種植葉用紅泰菜是將含4-6片真葉的葉用紅泰菜幼苗移栽于重金屬鎘污染的土壤/底泥中；所述在重金屬鎘污染土壤/底泥中種植的葉用紅泰菜采用溫室栽培，定期澆水，使土壤含水率保持在田間持水量的60-70% ;所述在重金屬鎘污染土壤/底泥中種植的葉用紅泰菜，當(dāng)植物生長到成熟期將植物整體移除，再多次反復(fù)種植該植物，直至土壤/底泥中的鎘達到土壤/底泥環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
一種利用葉用紅菾菜修復(fù)重金屬鎘污染土壤/底泥的方法，在鎘污染土壤/底泥中種植葉用紅菾菜，當(dāng)葉用紅菾菜生長到成熟期時，將植物從污染土壤/底泥中整體移走，進而實現(xiàn)去除土壤/底泥中重金屬鎘的目的；所述種植葉用紅菾菜是將含4-6片真葉的葉用紅菾菜幼苗移栽于重金屬鎘污染的土壤/底泥中；所述在重金屬鎘污染土壤/底泥中種植的葉用紅菾菜采用溫室栽培，定期澆水，使土壤含水率保持在田間持水量的60-70%。本發(fā)明能夠保持治理效果的永久性和治理過程的原位性、治理成本的低廉性、環(huán)境美學(xué)的兼容性和后期處理的簡易性。
文檔編號B09C1/00GK102962246SQ20121046227
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者陳蘇, 孫麗娜, 晁雷, 孫鐵珩 申請人:沈陽大學(xué)