本發(fā)明屬于土壤污染保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法。

背景技術(shù)：

砷和銻是動(dòng)植物的非必需元素、毒性強(qiáng)且對(duì)人體危害大。砷被國(guó)際衛(wèi)生組織(WHO)列為10大對(duì)人體健康危害最大的重金屬之一。長(zhǎng)期飲用含有砷的飲用水會(huì)導(dǎo)致皮膚癌、肺癌、膀胱癌、腎癌和“烏腳病”等，因此WHO規(guī)定應(yīng)用水中砷的濃度不能超過(guò)10μg/L。含銻污染物能通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體，會(huì)刺激呼吸道及皮膚、引起塵肺和腸胃病等。如果直接接觸銻化合物，會(huì)引起頭暈、頭痛、嘔吐、腎損害或肝損害等，其中三氧化二銻被認(rèn)為具有致癌性。

有色金屬冶煉活動(dòng)致使大量的含砷和銻的污染物進(jìn)入到土壤中，不僅造成嚴(yán)重污染而且使得土壤質(zhì)量下降。土壤中砷和銻能隨食物鏈進(jìn)入到動(dòng)物和人體中，造成毒害。由于砷礦物中通常伴生有銻等其它重金屬，采礦業(yè)冶煉活動(dòng)不僅導(dǎo)致土壤砷污染而且還有銻污染。

傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法修復(fù)污染土壤對(duì)環(huán)境擾動(dòng)大、成本相對(duì)較高、操作相對(duì)較復(fù)雜、且易產(chǎn)生二次污染等。近年來(lái)，植物提取技術(shù)逐漸成為關(guān)注的熱點(diǎn)，具有成本低、環(huán)境友好、易操作、可修復(fù)大面積污染土壤等優(yōu)點(diǎn)。

目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了砷的超累積植物，比如蜈蚣草。盡管這些超累積植物具有很強(qiáng)的砷富集能力，但是超積累植物生長(zhǎng)緩慢、生物量相對(duì)較低、對(duì)地域具有選擇性等缺點(diǎn)。此外，超累積植物無(wú)法從土壤中高效的富集多種重金屬，比如銻。

利用高生物量的植物來(lái)實(shí)施植物提取技術(shù)成為新的思路，尤其在超富集植物不宜生長(zhǎng)的氣候區(qū)域。雖然與超富集植物相比，傳統(tǒng)的生物量大的植物對(duì)重金屬的富集能力要相對(duì)差，但是通過(guò)恰當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)使可以得這些高生物量植物能同時(shí)富集砷和銻，達(dá)到去除土壤多種重金屬的目的。在土壤中添加化學(xué)螯合劑使之與重金屬配位，增加重金屬的生物有效性，提高高生物量作物對(duì)重金屬的富集能力，促進(jìn)植物提取效率。目前，國(guó)際和國(guó)內(nèi)在利用化學(xué)螯合劑誘導(dǎo)植物富集土壤砷和銻的領(lǐng)域處于技術(shù)空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，促進(jìn)了植物對(duì)砷和銻的植物提取效率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集。

進(jìn)一步的，所述高生物量植物為冊(cè)亨本地油菜。

進(jìn)一步的，所述含硫螯合劑為硫代硫酸銨或硫氰酸銨。

進(jìn)一步的，所述含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.2％-4％。

本發(fā)明的有益效果是通過(guò)化學(xué)螯合劑促進(jìn)了土壤固相的砷和銻分配到液相，加了土壤砷和銻的生物有效性，促進(jìn)了植物對(duì)砷和銻的植物提取效率，大大縮短了通過(guò)植物提取去除土壤砷和銻的修復(fù)周期，節(jié)約了植物修復(fù)成本。本發(fā)明具有成本低、操作簡(jiǎn)單、能原位處理復(fù)合砷銻污染土壤和無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中銻的富集特征圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分銻的富集特征圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中砷的富集特征圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分砷的富集特征圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中砷的富集特征圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分砷的富集特征圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中銻的富集特征圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分銻的富集特征圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：

在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，大大增加了土壤生物有效態(tài)砷和銻的含量，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集，提高植物提取效率。

優(yōu)選的，高生物量植物為冊(cè)亨本地油菜。

優(yōu)選的，含硫螯合劑包括硫代硫酸銨((NH₄)₂S₂O₃)或硫氰酸銨(NH₄SCN)

優(yōu)選的，含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.2％-4％。

進(jìn)一步的優(yōu)選，含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.5％。

進(jìn)一步的優(yōu)選，含硫螯合劑的用量占土壤重量的3％。

進(jìn)一步的優(yōu)選，含硫螯合劑的用量占土壤重量的2％。

實(shí)施例1

通過(guò)溫室盆栽試驗(yàn)研究添加不同量硫代硫酸銨和硫氰酸銨對(duì)冊(cè)亨本地油菜富集土壤砷和銻的影響。

采集貴州某礦區(qū)砷銻復(fù)合污染土壤開(kāi)展溫室盆栽試驗(yàn)(土壤總砷：3122mg/kg；總銻：322mg/kg)。污染土壤破碎并風(fēng)干后過(guò)4毫米尼龍篩。將土壤分裝到若干個(gè)塑料花盆中，每盆裝入土壤0.7公斤。每個(gè)花盆分別加入尿素和磷酸二氫鉀各0.3克，種植冊(cè)亨本地油菜。植物在生長(zhǎng)33天后，每周分別補(bǔ)充0.1g尿素和0.18g磷酸二氫鉀，直至到收割。硫代硫酸銨設(shè)置4個(gè)梯度即：土壤中不添加螯合劑、每公斤土壤添加0.5克螯合劑(硫代硫酸銨和硫氰酸銨任意一種)、每公斤土壤添加2克螯合劑(硫代硫酸銨和硫氰酸銨任意一種)和每公斤土壤添加3克螯合劑(硫代硫酸銨和硫氰酸銨任意一種)。植物總共培養(yǎng)85天，螯合劑在培養(yǎng)第78天時(shí)加入。植物收割后測(cè)定植物砷和銻的含量。

由圖1和圖2冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)銻含量可以看出：

在每公斤土壤中添加2克硫代硫酸銨，植物根系和地上部分銻含量顯著高于對(duì)照(未添加硫代硫酸銨組)，銻含量分別增加了101％和157％，表明了硫代硫酸銨極大誘導(dǎo)了冊(cè)亨本地油菜對(duì)銻的富集。

由圖3和圖4冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)砷含量可以看出：

冊(cè)亨本地油菜根系的砷含量隨著土壤硫氰酸銨添加量增加而升高，每公斤土壤添加2克硫氰酸銨的處理其地上部分砷含量最高。說(shuō)明了硫氰酸銨能促進(jìn)植物根系對(duì)砷的吸收以及在地上部分的富集。

由圖5和圖6冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)砷含量可以看出：

在每公斤土壤中添加2克硫代硫酸銨，植物根系和地上部分砷含量顯著高于對(duì)照(未添加硫代硫酸銨組)，砷含量分別增加了185％和300％，表明了硫代硫酸銨極大誘導(dǎo)了冊(cè)亨本地油菜對(duì)砷的富集。

由圖7和圖8冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)銻含量可以看出：

在每公斤土壤中添加3克硫氰酸銨，植物根系和地上部分銻含量顯著高于對(duì)照(未添加硫氰酸銨組)，銻含量分別增加了43％和90％，表明了硫氰酸銨促進(jìn)冊(cè)亨本地油菜對(duì)銻的富集。

總之，每公斤土壤中添加2克和3克硫代硫酸銨或者硫氰酸銨后，能極大提高冊(cè)亨本地油菜根系和地上部分砷和銻的含量。促進(jìn)了砷和銻在冊(cè)亨本地油菜中的富集，提高了植物提取效率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。