CN101670361A - 假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，将假酸浆种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中即可。利用假酸浆对重金属镉的富集特性，将其种植于矿山土壤或污泥中，可吸收积累重金属镉，并将其大部分转运到地上部分，以达到修复矿山土壤和污泥重金属镉污染的目的。在其生长过程中不需要进行特殊管理，因而成本较低、可操作性强、不破坏土壤理化性质、不引起二次污染，并且该植物生物量大、繁殖速度快、外形美观，能提高修复效率和美化环境，为土壤重金属污染的植物修复开发了新的植物资源品种。

Description

假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用

技术领域

本发明涉及环境中重金属污染的植物修复技术领域，尤其是一种植物假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用。

背景技术

重金属污染土壤的途径通常有以下两种：一是金属矿开采活动造成的环境污染，污染类型主要有坑口周围土壤中矿床矿物在水、气、热等环境因素长期作用下而形成的重金属污染较严重的土壤；采矿废石堆放过程中因淋滤等原因造成的重金属污染土壤；含有较高浓度重金属的矿山废水对土壤造成的污染等。二是工业污水灌溉农田引发的重金属污染土壤。

环境中重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，其污染物在介质中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，还可经食物链传递等途径最终将影响人类健康，造成不可估量的影响。在所有重金属污染中，尤以镉污染最为严重。镉是环境中的有毒物质，是生物体的非必需元素，其化合物的毒性很大，蓄积性很强，高浓度的镉对大多数动物有致畸、致突变和致癌作用，震惊世界的日本骨痛病事件就是由土壤中的镉元素污染造成的。因此，镉污染土壤急需治理。

利用重金属富集植物或超富集植物(hyperaccumulator)进行植物修复是当今环境科学的研究热点之一，它具有投资少、效率高，且不造成二次污染等多种特性，在修复重金属污染土壤中显示了极大的潜力。富集植物或超积累植物大都以群落方式聚集于野外，主要在矿山区、成矿作用带、富含金属元素岩石风化而成土壤上。因此，对废弃的矿山或金属矿露头上自然生长的植物进行调查是寻找富集植物或超积累植物的有效途径之一。

目前已发现的镉富集植物主要包括苎麻、遏蓝菜、紫花苜蓿等。尽管如此，已经找到的可用于镉污染土壤的修复植物的品种仍然有限；而随着矿产资源的开采和冶炼，以及化肥和农药的施用，大量的镉进入土壤，造成严重的污染。因此，目前可用于镉污染土壤修复的植物品种资源更是难以满足实际需要，急待进一步研究和扩大可用资源。现阶段大量的研究主要集中在镉污染土壤修复植物品种资源的寻找和对其富集机理的研究。而这是一件相当基础并且相当困难的工作。由于地球上植物资源的丰富程度，要确定哪些植物是否具有某些相应的特性，却不是一件容易的工作，即使花费大量人力、物力和财力，也未必就能筛选出符合需要的植物品种，从而制约了植物修复的效率及应用。

假酸浆(拉丁名为Nicandra physaloides(L.)Gaertn.)为茄科假酸浆属一年生草本植物，常生于田边、荒地或住宅区。我国南北均有作药用或观赏栽培；河北、甘肃、四川、贵州、云南、西藏等地多有野生。全草具有清热解毒；利尿镇静等功效。

发明内容

在长期的重金属污染修复的专项研究中，继发现秃疮花、野茼蒿、锦葵等富集植物之后，发明人再次发现一种植物对镉重金属具有富集特性枛假酸浆(拉丁名为Nicandraphysaloides(L.)Gaertn.)属茄科假酸浆属一年生草本植物，对Cd重金属具有富集特性。因此，本发明的目的就是针对上述可用于土壤重金属污染生物修复的植物品种资源不足的问题，提供一种新的植物品种假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，在含重金属Cd污染物的矿山土壤及污泥中种植假酸浆(Nicandra physaloides(L.)Gaertn.)，通过假酸浆根系大量吸收污染土壤中的Cd，并将其转移至茎和叶等地上部器官，从而实现除去土壤中污染物重金属Cd的目的。

假酸浆的生命力非常旺盛，易于成活，可进行直接移栽或将种子直播生长；在自然条件下即可存活，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理。

在含污染物镉的矿山土壤及污泥中种植假酸浆，可采用复种的方式，定期收割，即在第一茬假酸浆长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官移走，再重复上述过程，直至最终修复镉污染矿山土壤及污泥；通过这种方式，能有效降低污染矿山土壤及污泥中重金属Cd的含量，从而修复污染土壤。且假酸浆的种子扩散能力强，自然繁殖生长快速，不需每年栽种。

本发明中的假酸浆，为茄科假酸浆属一年生草本植物(拉丁名为Nicandra physaloides(L.)Gaertn.)，株高约60～140公分，经试验研究，证明其对Cd重金属具有富集特性。本发明正是充分利用了假酸浆对Cd重金属的富集特性，将其幼苗移栽或将其种子直播至被重金属污染的矿山土壤及污泥中，吸收积累矿山土壤及污泥中的Cd重金属，并将其大部分转运到地上部分，降低矿山土壤及污泥中重金属Cd的含量，待地上部分形成一定生物量时，可留茬收割进行连续提取，从而达到减少矿山土壤及污泥中Cd含量的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

发明人通过试验研究发现，假酸浆对重金属镉具有显著的富集特性。本发明正是利用假酸浆的这种富集特性，将其种植于重金属污染的矿山土壤及污泥中，可吸收积累镉，并将其大部分转运到地上部分，以达到修复矿山土壤及污泥重金属镉污染的目的。并且，由于假酸浆的生命力非常旺盛，易于成活，繁殖速度快，生物量大，在其整个生长过程中均不需要进行特殊管理，与现有技术相比，具有成本较低、可操作性强、累积量大、不破坏土壤理化性质、不引起二次污染等特点；并且该植物生物量大、繁殖速度快、外形美观，能提高修复效率和美化环境，也为矿山土壤及污泥中重金属污染的植物修复开发了新的植物资源品种。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1

本实施例假酸浆在修复矿山土壤的重金属镉污染中的应用，具体作法为：

采用自然条件下种子直播方式，在四川省汉源县富泉铅锌矿区重金属污染的土壤中种植茄科假酸浆属植物假酸浆(Nicandra physaloides(L.)Gaertn.)；根据植物生长情况不定期浇水，不进行特殊管理。

3个月后进行留茬收割植物的地上部分，测得其中重金属Cd的重量百分含量为：109.7mg kg^-1。留茬部分继续生长、收割，如此连续提取，即可有效修复土壤中的重金属镉污染。

实施例2

本实施例假酸浆在修复矿山土壤的重金属镉污染中的应用，具体作法为：

采用直接移栽方式，自然条件下，在四川省汉源县唐家铅锌矿区重金属污染的土壤中种植茄科假酸浆属植物假酸浆(Nicandra physaloides(L.)Gaertn.)幼苗；根据植物生长情况不定期浇水，不进行特殊管理。

85天后进行留茬收割植物的地上部分，测得其中重金属Cd的重量百分含量为：121.5mgkg^-1。留茬部分继续生长、收割，如此连续提取，即可有效修复土壤中的重金属镉污染。

通过上述实施例1和2可见，本发明通过在重金属镉污染的土壤种植假酸浆，可明显地吸收污染土壤中的重金属镉，由于其生物量较大，植物体中镉的累积量也相对较高，从而达到有效修复重金属污染土壤的目的。

Claims (3)

1.假酸浆在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，其特征在于：将假酸浆种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中即可。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：将所述的假酸浆进行直接移栽、或将假酸浆种子直播种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：对栽种的假酸浆进行定期收割植物的地上部分。