一種修復Cd污染的土壤或水體的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及重金屬污染土壤或水體的植物修復技術領域，具體涉及一種修復Cd污染的土壤或水體的方法。
【背景技術】
[0002]鎘作為一種稀有重金屬，普遍應用于電鍍、印染、合成化學品、電子工業(yè)。我國具有豐富的鎘礦資源，鎘礦采選活動中的煙塵沉降、含鎘肥料使用和含鎘廢水灌溉，導致鎘在土壤和水體環(huán)境中大量累積，并通過食物鏈等途徑危害人體健康，因此修復和治理土壤及水體環(huán)境中鎘污染成為當前環(huán)境保護關鍵任務之一。
[0003]目前主要治理方法客土法、土壤固化、化學淋洗、電化學法等物理或化學方法，這些方法易導致土壤肥力下降、生物活性下降和土壤結構破壞，而且這些方法工程量大、費用高、易導致二次污染，因而，難以大規(guī)模推廣應用。植物修復技術是一種新型的原位修復技術，具有費用低、不破壞環(huán)境、操作簡單，易為大家接受等優(yōu)點，目前，該技術已成為重金屬污染環(huán)境修復研宄熱點。
[0004]利用超富集植物進行重金屬污染土壤的治理取得了一些成功案例，但是由于可供選擇的重金屬富集能力強的植物品種較少，以及目前使用的重金屬超富集植物的生物量少，修復效率不高，導致了這一技術要大規(guī)模商業(yè)化利用還有一定的差距。國內對這一技術的研宄起步較晚，在種質資源、修復技術的研宄、開發(fā)和應用等方面，均亟需提高。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種修復Cd污染的土壤或水體的方法。本發(fā)明通過種植南黃堇于土壤或水體中，南黃董根吸收土壤或水體中的鎘，同時轉移到地上的莖和葉中，定期收割地上部分，保留地下部分，可進行持續(xù)提取土壤及水體中的鎘，從而清除土壤或水體中的鎘污染。目前用于土壤或水體Cd污染提取修復的植物材料不多，南黃堇生物量大，富集提取Cd能力強，能廣泛應用于Cd污染土壤和水體修復。
[0006]—種修復Cd污染的土壤或水體的方法，采用南黃堇(Corydalis davidii)作為植物材料對Cd污染的土壤或水體進行修復。
[0007]優(yōu)選的，所述修復Cd污染的土壤或水體的方法包括如下步驟:
[0008]I)將南黃堇幼苗移植到Cd污染的土壤或水體中，在南黃堇之后的生長過程中保持土壤或水體的pH值在5?8之間；
[0009]2)定期收割南黃堇的地上或水上部分，持續(xù)至土壤或水體中的Cd含量達到環(huán)境質量標準要求。
[0010]優(yōu)選的，當對Cd污染的土壤進行修復時:
[0011]在所述步驟I)中，可通過施用堿性肥料(或CaO)和酸性肥料(或FeSO4)來調節(jié)pH值到5?8 ;
[0012]在所述步驟2)中，定期收割為一年3次，收割時，南黃堇的高度為20?30cm，總蓋度為60?80%，收割時在根莖處留茬I?2cm。
[0013]優(yōu)選的，當對Cd污染的水體進行修復時:
[0014]在所述步驟I)中，可采用似20)3或HCl來調節(jié)pH值到5?8 ;
[0015]在所述步驟I)中，可通過施加復合肥提高水體中N、P的含量；
[0016]在所述步驟2)中，定期收割為一年4?5次，收割時，南黃堇的高度為15?20cm，總蓋度為50?60%，收割時留茬I?2cm。
[0017]更優(yōu)選的，所述南黃堇選用自然生長于貴州省赫章縣媽姑土法煉鋅區(qū)的南黃堇，經采集種子進行常規(guī)育苗或采集植物進行分蘗繁殖獲得。
[0018]優(yōu)選的，所述采集種子進行常規(guī)育苗的方法為:于9月底在南黃堇種植區(qū)采集種子，進行發(fā)芽繁殖；所述采集植物進行分蘗繁殖的方法為:在礦區(qū)采集叢狀生長的南黃堇，從根部分離成若干小株，種植于苗圃中，I?2個月后，每株長成一叢，重復進行，繁殖南黃堇。
[0019]更優(yōu)選的，當用于修復Cd污染的土壤時，將經過采集種子進行常規(guī)育苗或采集植物進行分蘗繁殖后獲得到的叢狀的南黃堇幼苗帶土直接種植于待修復的土壤中，進行土壤的修復；當用于修復Cd污染的水體時，將經過采集種子進行常規(guī)育苗或采集植物進行分蘗繁殖后獲得的叢狀南黃堇連根挖出，洗凈根系，保留根長3?5cm，將南黃堇植株種植于帶孔的塑料杯中，進行水培，根莖處用海綿固定，培育10?20天，待植物長出新根通過插入有孔的浮床進行修復。
[0020]以上，南黃堇采集種子或進行分蘗繁殖。
[0021]對于土壤而言，通過施用堿性肥料(或石灰)和酸性肥料(或FeSO4)加以調節(jié)，使其pH值為5?8，根據土壤有機質含量，將有機質含量調節(jié)為2%以上，修復效果更好；對于水體而言，采用Na2COjP HCl調節(jié)pH值為5?8，如果污染水體N、P含量較低，則適當加入復合肥，以促進植物生長。
[0022]將通過種子或分蘗繁殖的南黃董幼苗種植于鎘污染的土壤或水體中；對于土壤而言，待植物地上部分長到30cm高時，自地表處收割植物的地上部分，每年約收割3次；對于水體浮床，待植物長到20cm時，收割浮床上部部分，每年收割4?5次，將收割的植物材料集中統(tǒng)一處理，如填埋或焚燒。
[0023]本發(fā)明所用的鎘超富集植物南黃董為常綠草本植物，在西南地區(qū)天然生長，耐性強、生長快，植物具有很強分蘗能力。
[0024]有益效果
[0025]1、本發(fā)明中植物材料南黃堇(Corydalis davidii)是Cd超富集植物，應用于修復Cd污染的土壤或水體，對環(huán)境友好，修復效率高；
[0026]2、本發(fā)明所選用的南黃堇培養(yǎng)方法簡單，分蘗能力強，易繁殖，南黃堇植株高大，易于收獲，生長量大；
[0027]3、本發(fā)明中植物南黃堇對環(huán)境適應性強，能在pH于5-8范圍的土壤和水體中生長，無病蟲害，該技術操作簡單，易于推廣；
[0028]4、本發(fā)明修復技術所獲得的植物地上部分進行安全填埋或焚燒，不會造成二次污染；該植物在修復土壤過程中，有助于改善污染土壤理化特征，提高土壤生產力；該植物修復Cd污染水體，不僅能將水體Cd降低到環(huán)境質量要求，還能有效降低N、P，控制水體富營養(yǎng)化。
【具體實施方式】
[0029]以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0030]實施例1
[0031]南黃堇修復Cd污染土壤。在Cd濃度為30mg/kg 土壤中，于2月份種植南黃堇，株行距為20CmX30Cm，植物迅速分蘗、長高，當植物蓋度達到80%，收割地上部分，全年收割三次，分別在5月、8月、11月進行。將植物地上部分烘干，測定收割部分生物干重，取部分進行消解，測定干物質中Cd含量。經測定，南黃堇年生物收獲量為1.01kg/m2 (干重)，南黃堇中Cd含量為153mg/kg，因此污染土壤中Cd年提取量約為155mg/m2。
[0032]實施例2
[0033]南黃堇修復Cd污染水體。在Cd含量約為20mg/L的水體中上設置浮床(聚氯乙稀泡沫板)，在聚氯乙稀泡沫板上打孔，直徑3?4cm，株行距15 X 15cm，將種植南黃堇幼苗的有孔塑料兜(采用海綿進行固定)插入浮床打孔處。全年收獲4次，收獲根莖處以上的莖葉部分，進行安全填埋或焚燒。收獲部分Cd含量達320mg/kg (干重)，整個生長過程中，南黃堇生長正常，最終使污染水體中Cd降低到正常水平，達到Cd污染水體修復目的。
[0034]實施例3
[0035]南黃堇修復Cd污染土壤。在Cd濃度為25mg/kg 土壤中，于2月份種植南黃堇，株行距為25cmX 25cm，植物迅速分蘗、長高，當植物蓋度達到75%，收割地上部分，全年收割三次，分別在5月、8月、11月進行。將植物地上部分烘干，測定收割部分生物干重，取部分進行消解，測定干物質中Cd含量。經測定，南黃堇年生物收獲量為0.99kg/m2 (干重)，南黃堇中Cd含量為142mg/kg，因此污染土壤中Cd年提取量約為143mg/m2。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于:采用南黃堇作為植物材料對Cd污染的土壤或水體進行修復。
2.根據權利要求1所述的修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將南黃堇幼苗移植到Cd污染的土壤或水體中，在南黃堇之后的生長過程中保持土壤或水體的PH值在5?8之間； 2)定期收割南黃堇的地上或水上部分，持續(xù)至土壤或水體中的Cd含量達到環(huán)境質量標準要求。
3.根據權利要求2所述的修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于，當對Cd污染的土壤進行修復時: 在所述步驟I)中，可通過施用堿性肥料或酸性肥料來調節(jié)PH值到5?8 ; 在所述步驟2)中，定期收割為一年3次，收割時，南黃堇的高度為20?30cm，總蓋度為60?80%，收割時在根莖處留茬I?2cm。
4.根據權利要求2所述的修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于，當對Cd污染的水體進行修復時: 在所述步驟I)中，可采用似20)3或HCl來調節(jié)pH值到5?8 ; 在所述步驟I)中，可通過施加復合肥提高水體中N、P的含量； 在所述步驟2)中，定期收割為一年4?5次，收割時，南黃堇的高度為15?20cm，總蓋度為50?60%，收割時留茬I?2cm。
5.根據權利要求1至4任一所述的修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于:所述南黃堇選用自然生長于貴州省赫章縣媽姑土法煉鋅區(qū)的南黃堇，經采集種子進行常規(guī)育苗或采集植物進行分蘗繁殖獲得。
6.根據權利要求5所述的修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于: 所述采集種子進行常規(guī)育苗的方法為:于9月底在南黃堇種植區(qū)采集種子，進行發(fā)芽繁殖； 所述采集植物進行分蘗繁殖的方法為:在礦區(qū)采集叢狀生長的南黃堇，從根部分離成若干小株，種植于苗圃中，I?2個月后，每株長成一叢，重復進行，繁殖南黃堇。
7.根據權利要求6所述的修復Cd污染的土壤或水體的方法，其特征在于: 當用于修復Cd污染的土壤時，將經過采集種子進行常規(guī)育苗或采集植物進行分蘗繁殖后獲得到的叢狀的南黃堇幼苗帶土直接種植于待修復的土壤中，進行土壤的修復； 當用于修復Cd污染的水體時，將經過采集種子進行常規(guī)育苗或采集植物進行分蘗繁殖后獲得的叢狀南黃堇連根挖出，洗凈根系，保留根長3?5cm，將南黃堇植株種植于帶孔的塑料杯中，進行水培，根莖處用海綿固定，培育10?20天，待植物長出新根通過插入有孔的浮床進行修復。
【專利摘要】本發(fā)明涉及重金屬污染土壤或水體的植物修復技術領域，具體涉及一種修復Cd污染的土壤或水體的方法。一種修復Cd污染的土壤或水體的方法，采用南黃堇(Corydalis davidii)作為植物材料對Cd污染的土壤或水體進行修復，包括如下步驟：1)將南黃堇幼苗移植到Cd污染的土壤或水體中，在南黃堇之后的生長過程中保持土壤或水體的pH值在5～8之間；2)定期收割南黃堇的地上或水上部分，持續(xù)至土壤或水體中的Cd含量達到環(huán)境質量標準要求。本發(fā)明通過種植南黃堇于土壤或水體中，南黃菫根吸收土壤或水體中的鎘，同時轉移到地上的莖和葉中，定期收割地上部分，保留地下部分，可進行持續(xù)提取土壤及水體中的鎘，從而清除土壤或水體中的鎘污染。
【IPC分類】C02F3-32, B09C1-00
【公開號】CN104607448
【申請?zhí)枴緾N201410755945
【發(fā)明人】林文杰, 任乃林, 吳雙桃, 賴鶴鋆
【申請人】韓山師范學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月10日