一種利用植物石芒草治理銻污染的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及治理污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)，特別涉及利用植物治理重金屬銻污染 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境中的重金屬污染是人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，含 重金屬的污染物通過各種途徑進(jìn)入環(huán)境，使環(huán)境污染日益加劇。重金屬污染進(jìn)入環(huán)境后，進(jìn) 入食物鏈，最終危害人體健康。因此，治理重金屬污染是當(dāng)前刻不容緩的問題。
[0003] 銻污染及防治也越來越得到人們的重視。與鉛、汞、鎘等金屬相比，人們對于環(huán)境 中銻污染所帶來的潛在危害了解較少。以往的研究證實(shí)，銻對人體及環(huán)境生物具有毒性作 用，甚至被懷疑為致癌物，銻及其化合物被許多國家列為重點(diǎn)污染物。隨著銻及其化合物在 人類生產(chǎn)、生活過程中的使用廣泛，人們接觸銻的機(jī)會越來越多。有研究表明，城市垃圾中 銻的含量達(dá)到52mg/kg干重，其中80%來自布料、窗簾、紡織品和塑料中的阻燃劑，城市垃圾 焚燒殘?jiān)袖R的濃度達(dá)38 mg/kg。我國銻礦儲量和產(chǎn)量均居世界首位，湖南省冷水江市錫 礦山是我國銻礦的主產(chǎn)區(qū)，隨著銻礦的開采和冶煉，銻污染及其防治技術(shù)越來越引起人們 的關(guān)注。
[0004] 利用超積累植物修復(fù)重金屬污染是重金屬污染治理的重要方法之一。植物修復(fù)技 術(shù)就是利用植物來治理污染了的環(huán)境，即利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)和 轉(zhuǎn)化和降解等作用機(jī)理來清除污染環(huán)境中的污染物質(zhì)。廣義的植物修復(fù)包括利用植物凈化 空氣，利用植物及其根際圈微生物凈化污水和治理污染土壤，主要包括重金屬、放射性核素 及有機(jī)污染物等。狹義的植物修復(fù)主要指利用植物及根際圈微生物體系清潔污染土壤，包 括無機(jī)和有機(jī)污染物。而通常所說的植物修復(fù)主要指利用超富集植物的提取作用去除污染 土壤中的重金屬，即通過重復(fù)種植和收獲超富集植物將污染土壤中重金屬濃度降到可接受 水平。植物修復(fù)技術(shù)具有成本低、不破壞土壤和水體生態(tài)環(huán)境、不引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是 一種很有潛力的治理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種利用植物石芒草治理銻污染的方法。該方法具有費(fèi)用 低、效果好、可操作性強(qiáng)、不破壞水體或土壤基本結(jié)構(gòu)與功能、不引起二次污染、保持水土、 美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明通過在含銻污染的環(huán)境中種植"石芒草"，利用其自然生長過程中對銻的超富集 能力，將土壤和水體中的銻及環(huán)境中其他來源如大氣環(huán)境中的銻向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移，當(dāng)"石芒 草"植株長到成熟時期，將整個植株或其地上部分收割并從污染環(huán)境中移走，從而達(dá)到去除 銻污染的目的。
[0007] 本發(fā)明所用植物為"石芒草"。
[0008] 本發(fā)明所述的種植"石芒草"可采用土培和水培兩種栽培方式。土培方式即采用 土壤為植物生長介質(zhì)的栽培方式，將植物直接栽培在土壤中，在種植過程中需提供植物正 常生長發(fā)育所需要的光照、溫度、水分等自然條件及及生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，以促進(jìn)植 物的生長發(fā)育；植物所需營養(yǎng)物質(zhì)由土壤所含營養(yǎng)物質(zhì)直接提供，或通過人工施肥添加外 源營養(yǎng)物質(zhì)的方式提供，氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)各添加〇. l~〇. 5g/kg (土);植物所需水分由自 然降水提供，或通過人工灌溉的方式提供；植物生長發(fā)育所需的光照和溫度由室外自然條 件提供。水培方式即采用水體為植物生長發(fā)育介質(zhì)的栽培方式，植物通過根部與水體接觸， 通過支撐介質(zhì)穩(wěn)固在水體上，在種植過程中需提供植物正常生長發(fā)育所需要的光照、溫度、 水分等條件及生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，以促進(jìn)植物的生長發(fā)育；植物生長發(fā)育需要用浮 床作為固定支撐介質(zhì)，植物根部通過浮床上鉆制的小孔直接與水體接觸；植物所需營養(yǎng)物 質(zhì)由水體所含營養(yǎng)物質(zhì)直接提供，或通過人工施肥添加外源營養(yǎng)物質(zhì)的方式提供，氮、磷、 鉀等營養(yǎng)物質(zhì)各添加〇. l~〇. 5g/kg (水）；植物所需水分由水體自身提供；植物生長所需的 光照和溫度由室外自然條件提供。
[0009] 本發(fā)明所述的銻污染環(huán)境指含有銻污染的土壤、水體和大氣環(huán)境。
[0010] 本發(fā)明所述"石芒草"的來源是指利用自然生長在我國湖南某銻污染區(qū)的"石芒 草"，采集其種子進(jìn)行繁殖或采集自然生長在銻污染區(qū)的"石芒草"幼苗進(jìn)行移植或"石芒 草"在該地自然生長。"石芒草"種子的繁殖溫度要求為10-30°C，水分要求為20%_100%田 間最大持水量，播種深度要求為〇-2cm。將"石芒草"種子直接播種在銻污染土壤中，或?qū)⒂?苗期的"石芒草"移植于在銻污染土壤或有浮床為固定支撐介質(zhì)的水體中。
[0011] "石芒草"植株長到成熟時期，將其整個植株或其地上部分收割，并從污染環(huán)境中 移走。由于"石芒草"在自然生長過程中對銻有超富集能力，成熟的"石芒草"植株能富集 大量銻。再在銻污染環(huán)境中重復(fù)上述種植及收割"石芒草"的操作過程，從而將土壤、水體 和大氣環(huán)境中的銻污染去除。
[0012] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)有 1、本發(fā)明所采用的植物"石芒草"（Arundinella nepalensis)對鋪具有富集作用，該 植物對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，生長范圍廣，容易種植，為研究銻污染植物修復(fù)提供了寶貴的植 物資源。
[0013] 2、本發(fā)明所述的一種利用植物"石芒草"治理銻污染的方法，具有費(fèi)用低、效果好、 可操作性強(qiáng)、不破壞水體或土壤基本結(jié)構(gòu)與功能、不引起二次污染、保持水土、美化環(huán)境等 優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 3、本發(fā)明所述的一種利用"石芒草"治理銻污染的方法，可大面積推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015] "石芒草"植株如圖1所示。
[0016] 圖1 "石芒草"及其局部特征圖
【具體實(shí)施方式】
[0017] 利用湖南某銻污染區(qū)銻污染土壤中自然生長的"石芒草"進(jìn)行試驗(yàn)研究，在污染 環(huán)境下，當(dāng)"石芒草"植株長到成熟時期，將其整個植株或其地上部分收割并移走。隨機(jī)采 集6株"石芒草"極其對應(yīng)的生長土壤，采用如下方法進(jìn)行處理并測定其中的銻含量：將采 集的"石芒草"按株進(jìn)行處理及保存，先用自來水清洗干凈并用蒸餾水潤洗后風(fēng)干，按植株 分成地上部分和地下部分，用剪刀按植株分別將地上部分和地下部分剪成小碎片（面積〈1 cm2)，分開保存，備用。將每個植株對應(yīng)的土壤樣品分別風(fēng)干、磨碎和過100目篩后保存，備 用。分別稱取已剪碎的已混合均勻的植株地上部分和地下部分及該植株生長對應(yīng)的土壤 樣品0.2~0.5 g，放入聚四氟乙烯坩堝中，加入4:1的硝酸-高氯酸15 mL，用電熱板進(jìn)行 消解，消解至無色或淡黃或淡綠色透明液體為消解完全(可能有白色沉渣)，若消解液中還 有黑色物體，則為消解不完全，補(bǔ)充硝酸繼續(xù)消解，待消解完全后，加入蒸餾水至40 mL左 右，繼續(xù)消解趕酸至消解液剩下10mL左右，停止消解，待消解液冷卻后，將消解液過濾，反 復(fù)清洗聚四氟乙烯坩堝，將清洗液倒入消解液中一起過濾，將濾液全部轉(zhuǎn)移并定容于50 mL 容量瓶中，待測。用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測定消解液中銻的含量。重復(fù)稱樣消解測 定3次，其結(jié)果用算術(shù)平均值土標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。結(jié)果如表1所示，地上部分銻的含量為 872. 6~1256· 7 mg/kg，平均達(dá) 1094. 0 mg/kg，地下部分銻含量為 10. 6~16· 8 mg/kg，平均值 為13. 5 mg/kg ;土壤中鋪的含量為97. 8~156· 4 mg/kg，平均值為124. 6 mg/kg ;富集系數(shù)為 7. 6~10. 7,平均值為8. 9 ;轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為59. 8~85. 5,平均值為81. 7 ;株高為65. 4~73. 4 cm，平 均值為70. 8 cm ;株干重為8. 2~9. 7g，平均值為8. 9g。結(jié)果表明銻能將環(huán)境中的銻富集于 植物體內(nèi)，可用于治理銻污染。
[0018] 表1 "石芒草"對銻的富集特性
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用植物石芒草治理銻污染的方法，其特征在于：在含銻污染環(huán)境中種植"石 芒草"，利用其自然生長過程中對銻的超富集能力，將銻向其植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移，當(dāng)"石芒草"植 株長到成熟時期，將整個植株或其地上部分收割并從污染環(huán)境中移走，從而達(dá)到去除環(huán)境 中的銻污染的目的。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物石芒草治理銻污染的方法，其特征在于：所述 "石芒草"可采用土培方式或水培方式種植：土培方式即采用土壤為植物生長介質(zhì)的栽培方 式，將植物直接栽培在土壤中，并提供植物正常生長所需要的光照、溫度、水分等自然條件 及營養(yǎng)物質(zhì)，以促進(jìn)植物的生長發(fā)育，植物所需營養(yǎng)物質(zhì)由土壤所含營養(yǎng)物質(zhì)直接提供，或 通過人工施肥添加外源營養(yǎng)物質(zhì)的方式提供，植物所需水分由自然降水提供，或通過人工 灌溉的方式提供；植物生長所需的光照和溫度由自然條件提供；水培方式即采用水體為植 物生長介質(zhì)土壤和水體的栽培方式，植物通過根部與水體接觸，通過支撐介質(zhì)穩(wěn)固在水體 上，并提供植物正常生長所需要的光照、溫度、水分等條件及營養(yǎng)物質(zhì)，以促進(jìn)植物的生長 發(fā)育，植物生長需要用浮床作為穩(wěn)固支撐介質(zhì)，植物根部通過浮床上鉆制的小孔直接與水 體接觸，植物所需營養(yǎng)物質(zhì)由水體所含營養(yǎng)物質(zhì)直接提供，或通過人工施肥添加外源營養(yǎng) 物質(zhì)的方式提供，植物所需水分由水體自身提供，植物生長所需的光照和溫度由室外自然 條件提供。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物石芒草治理銻污染的方法，其特征在于：所述 種植"石芒草"是指利用自然生長在我國銻污染區(qū)的"石芒草"，采集其種子進(jìn)行繁殖或采集 自然生長在該銻污染區(qū)的"石芒草"幼苗進(jìn)行移植，或直接利用該污染區(qū)生長的"石芒草"， 將"石芒草"種子直接播種在銻污染土壤中進(jìn)行栽培管理，或?qū)⒂酌缙诘?石芒草"移植于在 銻污染土壤或水體中進(jìn)行栽培管理，或直接對生長在該污染區(qū)的"石芒草"進(jìn)行栽培管理。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用植物石芒草治理銻污染的方法，其特征在于："石芒 草"在自然生長過程中對銻有超富集能力，當(dāng)植株長到成熟時期，植物體內(nèi)能富集大量銻， 將其整個植株或其地上部分收割，并從污染環(huán)境中移走，再在銻污染環(huán)境中重復(fù)上述種植 及收割"石芒草"的操作過程，從而將環(huán)境中的銻污染去除。
【專利摘要】本發(fā)明涉及治理環(huán)境污染的植物修復(fù)技術(shù)，特別涉及利用植物治理銻污染的方法，具體的說是一種利植物“石芒草”治理銻污染的方法。本發(fā)明通過在含銻污染環(huán)境中種植“石芒草”，利用其在自然生長過程中對銻的超富集能力，將環(huán)境中的銻向其植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移，當(dāng)“石芒草”植株長到成熟時期，將整個植株或其地上部分收割并從污染環(huán)境中移走，從而達(dá)到去除環(huán)境中的銻污染的目的。
【IPC分類】B09C1/10, B09C1/00
【公開號】CN105268733
【申請?zhí)枴緾N201410322356
【發(fā)明人】袁藝寧, 盧明
【申請人】袁藝寧, 盧明
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月8日