一種鎘污染土壤的修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鎘污染土壤的修復(fù)方法，包括：在鎘污染土壤中種植牛膝菊，牛膝菊生長至初花期后向土壤中噴施1～2mmol/kg EDDS，牛膝菊繼續(xù)生長至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。本發(fā)明在牛膝菊的初花期后向土壤中施加EDDS，能夠增強牛膝菊對土壤中鎘的吸收和轉(zhuǎn)移，從而有效去除土壤中的重金屬鎘，實現(xiàn)對土壤的修復(fù)，修復(fù)效率高于牛膝菊單用和牛膝菊與EDTA聯(lián)用，而且不會造成對牛膝菊的毒性。同時，本發(fā)明提供的方法修復(fù)時間較短，能夠在短時間內(nèi)去除土壤中的重金屬鎘。另外，本發(fā)明提供的方法不會造成EDDS在土壤的殘留，不會形成二次污染。
【專利說明】
-種福污染±壤的修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于±壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種儒污染±壤的修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，采礦、冶煉、電鍛、農(nóng)藥濫用和污水灌概等會造成重金屬大量進入生態(tài)系統(tǒng) 中，尤其是±壤中，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境和人體健康。因此，修復(fù)重金屬污染±壤，減少重金屬 對生態(tài)系統(tǒng)的影響是極為必要的。傳統(tǒng)的修復(fù)方法包括原位玻璃化、客±法、±壤淋洗法 等，存在著成本高、不可逆轉(zhuǎn)地改變±壤理化性質(zhì)、引起二次污染等問題。植物提取修復(fù)是 一種新穎、綠色的、環(huán)境友好型的重金屬污染±壤修復(fù)方法。
[0003] 植物提取修復(fù)是去除±壤中重金屬元素、修復(fù)±壤生態(tài)環(huán)境主要和最有效的植物 修復(fù)技術(shù)。但是它的修復(fù)效率主要受到±壤中重金屬生物有效態(tài)、遷移能力和重金屬在植 物轉(zhuǎn)運等因素的限制。重金屬超富集植物是一類能對重金屬超量吸收、有較強修復(fù)能力的 植物，具有良好的應(yīng)用研究價值。但在實際中，±壤中特別是農(nóng)田±壤中的重金屬含量往往 低于植物超富集水平時的重金屬含量，或者±壤中的重金屬總含量較高，但其生物有效態(tài) 含量較低，運導(dǎo)致植物能吸收的重金屬數(shù)量有限，從而積累量少，降低了其修復(fù)效率。
[0004] 牛膝菊（拉下名為Galinsoga parvif lora Cav.)為菊科牛膝菊屬一年生草本植 物，屬于農(nóng)田雜草，株高10-80cm，耐陰，基部具有較強的分枝能力，收割后能夠再次萌發(fā)新 枝。已有研究發(fā)現(xiàn)，牛膝菊是一種儒超富集植物(±壤儒濃度為75mg/kg，地上部分儒含量達 到lOOmg/kg)，具有明顯的超富集特性?，F(xiàn)有技術(shù)公開了多種利用牛膝菊修復(fù)±壤重金屬儒 的污染方法，如申請?zhí)枮?01310370698.1的中國專利文獻公開了一種基于牛膝菊的修復(fù)果 園±壤重金屬儒污染的方法，其直接在待處理±壤中移栽牛膝菊幼苗或撒播種子，并對牛 膝菊進行日常管理，60天后，對牛膝菊的地上部分進行收割。該方法雖然能夠降低±壤中儒 的含量，但其對儒的富集能力有限，需要進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種儒污染±壤的修復(fù)方法，本發(fā)明提供的修 復(fù)方法操作簡單，且能有效去除±壤中的重金屬儒，而且不會對牛膝菊造成毒性。
[0006] 本發(fā)明提供了一種儒污染±壤的修復(fù)方法，包括：
[0007] 在儒污染±壤中種植牛膝菊，牛膝菊生長至初花期后向±壤中噴施抓DS溶液，牛 膝菊繼續(xù)生長至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。
[000引本發(fā)明首先在待修復(fù)的儒污染±壤中種植牛膝菊，待牛膝菊生長至初花期后噴施 邸DS溶液，待牛膝菊生長至盛花期，收割牛膝菊的地上部分。本發(fā)明通過向±壤中噴施邸DS 溶液，能夠增強牛膝菊對±壤中儒的吸收和轉(zhuǎn)移，從而有效去除±壤中的重金屬儒，實現(xiàn)對 上壤的修復(fù)。
[0009]發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，向±壤施加馨合劑能通過活化±壤中重金屬離子、提高重金屬 的生物有效性或者與重金屬形成能被植物吸收的馨合物、降低重金屬對植物的毒性，從而 有利于植物吸收、向地上部轉(zhuǎn)移重金屬，達到提高超富集植物修復(fù)效率的目的。目前，應(yīng)用 較多的馨合劑是W邸TA(乙二胺四乙酸)及邸TA的馨合物為代表的非生物可降解馨合劑。眾 多研究表明，EDTA等馨合劑可W提高儒、鉛、銅等重金屬的生物有效性，但是在植物修復(fù)過 程中添加運類非生物可降解馨合劑存在潛在的環(huán)境風(fēng)險。邸TA及抓TA的馨合物具有毒性且 難W被降解并會長期存在于±壤當(dāng)中，很可能通過下滲造成地下水污染等。因此開發(fā)選擇 適宜的、可生物降解的生態(tài)友好型馨合劑，輔助提高超富集植物的修復(fù)效率對植物修復(fù)± 壤重金屬污染的推廣應(yīng)用具有重大意義。
[0010] 邸DS，化學(xué)名稱為乙二胺二班巧酸，CAS號為20846-91-7，分子式為CiqHi6N2〇8，分子 量為292.24。抓DS是一種生物易降解、低毒、半衰期短和環(huán)境殘留少的馨合劑，發(fā)明人研究 發(fā)現(xiàn)，EDDS作為馨合劑不僅能夠被降解，不會造成二次污染，更重要的是與牛膝菊聯(lián)用去除 ±壤中的重金屬儒，不會造成對牛膝菊的毒性，而且在±壤中殘留較低。
[0011] 本發(fā)明首先在儒污染±壤中種植牛膝菊，在儒污染±壤中種植牛膝菊的方法包 括:直接在儒污染±壤中移栽兩對真葉展開的牛膝菊幼苗;或者，直接在儒污染±壤中撒播 牛膝菊種子。
[0012] 在本發(fā)明中，所述儒污染±壤中儒離子的濃度優(yōu)選大于Omg/kg小于等于50mg/kg， 實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的方法對上述濃度的儒污染±壤修復(fù)效果尤其好。
[0013] 種植牛膝菊后對其進行日常管理，在其生長期間，誘水使±壤水分持水量為70% ~90%，優(yōu)選80 %左右。
[0014] 待牛膝菊生長至初花期后，向±壤中噴施抓DS溶液。在本發(fā)明中，所述牛膝菊生長 至初花期的時間為40天~50天，更優(yōu)選為45天。W噴施的方式施用l-2mmol/kg EDDS，能夠 使邸DS在牛膝菊生長的±壤中均勻分布，從而提高處理效果。
[0015] 施用抓DS后牛膝菊繼續(xù)生長，生長至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。在本發(fā)明 中，所述牛膝菊繼續(xù)生長的時間的為5~10天，優(yōu)選為7天。即施用抓DS5~10天后即可收割 牛膝菊的地上部分。
[0016] 本發(fā)明首先在待修復(fù)的儒污染±壤中種植牛膝菊，待牛膝菊生長至初花期后W噴 施邸DS溶液，待牛膝菊生長至盛花期，收割牛膝菊的地上部分。本發(fā)明在牛膝菊的初花期后 向±壤中噴施抓DS，能夠增強牛膝菊對±壤中儒的吸收和轉(zhuǎn)移，從而有效去除±壤中的重 金屬儒，實現(xiàn)對±壤的修復(fù)，修復(fù)效率高于牛膝菊單用，但是不會嚴(yán)重影響對牛膝菊的生物 量，而且在±壤中殘留較低。同時，本發(fā)明提供的方法修復(fù)時間較短，能夠在短時間內(nèi)去除 ±壤中的重金屬儒。另外，本發(fā)明提供的方法不會造成邸〇5在±壤的殘留，不會形成二次污 染。
【具體實施方式】
[0017] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[001引實施例
[0019]采用盆栽模擬±壤重金屬污染的方法，于秋季(9月初)開始，將取自周邊未受重金 屬污染農(nóng)田±壤風(fēng)干粉碎過篩裝盆，盆規(guī)格14X23cm(高X直徑），每盆裝±3kg，按照儒含 量為5、25和50mg/kg的處理設(shè)計W溶液的形式施加 CdCl2.2.5出0(氯化儒，分析純）制備儒污 染±壤。平衡4周后移栽秋冬季節(jié)生長的菊科牛膝菊屬植物牛膝菊（拉下名為Galinsoga parviflora化V.)幼苗(兩對真葉展開），牛膝菊幼苗為采自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)溫江校區(qū)周邊農(nóng) 田（未污染區(qū)）的牛膝菊種子于實驗室光溫培養(yǎng)箱內(nèi)培育而成。試驗設(shè)置5、25和50mg/kg共 計3個儒濃度水平，每個儒濃度內(nèi)設(shè)置3個處理，分別為未施用（CK)、每盆噴施Immol/kg的 抓DS溶液、每盆噴施2mmol/kg的抓DS溶液。每盆種植牛膝菊4株，每個處理重復(fù)3次。于透明 遮陰棚內(nèi)栽培，根據(jù)±壤水分實際情況不定期W稱重法確?！廊浪直３衷谔镩g持水量的 80 %左右，45天后待植株處于初花期后，按處理設(shè)計添加抓DS水溶液，52天后待植株處于盛 花期后收獲牛膝菊，測定地上部生物量、根系生物量、總生物量、地上部分儒含量、根系儒含 量、地上部分儒積累量、根系儒積累量、整株儒積累量等參數(shù)，結(jié)果見表1，表2和表3，表1、表 2和表3均為本申請實施例的實驗結(jié)果。
[0020] 表 1
[0021]
[0023] 表1 中，a表示p<0.05;
[0024] 由表1可知，在±壤儒污染濃度為5mg/kg, 25mg/kg和50mg/kg時，施用Immol/kg、 2mmol/kg的抓DS使牛膝菊的根系、地上部分的生物量有一定的降低，但與對照相比無顯著 差異。運說明，添加 lmm〇l/kg、2mmol/kg的邸DS 7天后不會明顯降低牛膝菊的生物量。
[0025] 表 2
[0026]
[0027]注:轉(zhuǎn)運系數(shù)=地上部分儒含量/根系儒含量
[00%]表2中，a，b，c表示同一重金屬濃度中不同處理組間的差異顯著性(p<0.05)，相同 字母表示差異不顯著，不同字母表示差異顯著。
[0029] 由表2可知，與對照（未添加邸DS)相比，添加 Immol · kg-i、2mmol · kg-i抓DS后均能 提高牛膝菊地上部分和根系的儒含量。在儒不同濃度中，2mmol · kg-i的抓DS均顯著提高了 牛膝菊各部分的儒含量，其地上部分儒含量分別為對照的1.23-1.33倍，其根系部分儒含量 分別為對照的1.19-1.29倍，Immol · kg-i的抓DS處理中牛膝菊地上部分和根系的儒含量則 為分別對照的1.14-1.21倍和1. 13-1.18倍。在各個儒污染濃度中，添加 Immol · kg^、 2讓〇1 · kg-i抓DS均提高了牛膝菊的Cd轉(zhuǎn)運系數(shù)。因此，添加1讓〇1 · kg-i、2讓〇1 · kg-i抓DS 有利于提高牛膝菊的儒含量。
[0030] 表 3
[0031]
[0032] 表3中，a，b，c表示同一重金屬濃度中不同處理組間的差異顯著性(p<0.05)，相同 字母表示差異不顯著，不同字母表示差異顯著。
[0033] 由表3可知，施用抓DS明顯提高牛膝菊地上部分和根系的儒積累量。在5mg/kg、 25mg/kg和50mg/kg儒污染條件下，2mmol · kg-i邸DS處理使牛膝菊的地上部分Cd積累量分別 為對照的1.23倍、1.31倍、1.22倍，根系部分Cd積累量分別為對照的1.19倍、1.27倍、1.24 倍；Immol · kg-i邸DS處理使牛膝菊地上部分儒積累量分別為對照的1.14-1.19倍，其根系部 分儒積累量分別為對照的1.13-1.18倍。因此，添力日11111]1〇1?1^-1、21]11]1〇1*1^-1抓05有利于提 高牛膝菊的儒積累量。
[0034] 綜述所述，在牛膝菊根部及生長的±壤表面噴施l、2mmol · kg-i抓DS有利于提高牛 膝菊的儒含量和儒積累量，能有效提高牛膝菊修復(fù)儒污染±壤的能力，且6005在±壤中生 物降解快，不易造成二次污染。
[0035] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種鎘污染土壤的修復(fù)方法，包括： 在鎘污染土壤中種植牛膝菊，牛膝菊生長至初花期后向土壤中噴施EDDS溶液，牛膝菊 繼續(xù)生長至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于，在鎘污染土壤中種植牛膝菊的方法包 括:直接在鎘污染土壤中移栽兩對真葉展開的牛膝菊幼苗;或者，直接在鎘污染土壤中撒播 牛膝菊種子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于，牛膝菊生長期間，澆水使土壤水分持 水量為80 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于，所述牛膝菊生長至初花期的時間為40 天~50天。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于，所述EDDS溶液的使用量為lmmo 1 /kg 土 壤~2mmol/kg 土壤。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于，所述牛膝菊繼續(xù)生長的時間為5~10 天。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于，所述鎘污染土壤中鎘離子的濃度大于 Omg/kg 小于等于 50mg/kg。
【文檔編號】B09C1/08GK105964668SQ201610414411
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】朱雪梅, 邵繼榮, 廖爽, 楊遠(yuǎn)祥, 楊占彪, 王應(yīng)軍, 程章, 徐小遜, 孫崗
【申請人】四川農(nóng)業(yè)大學(xué)