CN102500614A - 一种修复镉污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种修复土壤镉污染的方法，在镉污染的土壤中种植香附子即可。本发明的具体技术方案是：一种修复镉污染土壤的方法，其特征在于包含以下步骤：A、将香附子在在镉污染的土壤中进行直接栽植或将其种子直播生长；B、对栽种的香附子进行留茬收割植物的地上部分，或种植一定年限后，将整株植物回收，再播种或扦插幼苗。该方法利用香附子根部对镉具有极强的富集特性，将其种植于土壤中，通过根系吸收镉，并转运储存到地上部分，以达到修复土壤镉污染的目的，同时防止镉进入食物链危害人类健康。由于香附子为多年生草本植物、生命力旺盛，在其生长过程中无需特殊管理，因为成本低、可操作性强。

Description

一种修复镉污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及修复土壤的方法，具体为一种镉污染土壤的生物修复方法。

背景技术

镉是环境中对植物、动物以及人类毒性最强的重金属元素之一，被列为我国优先控制污染的8种重金属元素之一。因此，镉污染土壤的治理一直是备受关注的热点研究课题。重金属污染土壤治理的传统方法主要包括物理、化学法，这些方法普遍存在二次污染、成本高、对低浓度重金属污染土壤修复效果不理想等诸多问题。植物修复(Phytoremediation)技术因具有高效、经济和生态协调性等优势已成为土壤和环境工作者研究的重点领域。而超富集植物的筛选是重金属污染土壤植物修复的基础和核心问题，同时也是该领域研究的难点及前沿。然而，已发现的这些超富集植物一般生长缓慢，植株矮小和地上部分生物量小，地域性分布比较明显，在实际应用中受到很大限制。

国内外根据超富集植物的定义标准，进行了大量的野外筛选工作，从中找出了一些能够超富集镉的植物。据国外文献报道，仅有Thlaspi caerulescens、Thlaspi rotundifolium、Cardaminossis halleri、Amaranthus hybridus以及Thlaspipraecox等少数几种植物为镉超富集植物，且这些植物的生长均具有较强的地域性，很难大面积生长。近些年，国内研究者也陆续报道了镉超富集植物三叶鬼针草(Bidena pilosa)、芦竹(Arundo donax)、小飞扬草(Euphobia thymifolia)、球果蔊菜(Rorippa islandica)、龙葵(Solanum nigrum)、商陆(Phytolacca acinosa)、堇菜(Viola baoshanensis)和东南景天(Sedum alfredii)、苋菜(Amaranthusmangostanus)、籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus)、蕹菜(Ipomoea aquatica)、杨桃(Averrhoa carambola)等。

目前，针对重金属污染应用较为广泛的主要是植物修复技术，其具有安全、成本低、生态协调及环境美化功能等优点，因此受到有关方面的高度重视。植物对重金属污染土壤修复有植物稳定、植物挥发和植物吸收等方式。许多研究主要集中在筛选并运用超富集植物高效吸收土壤中的重金属，但是由于土壤中的镉不易被植物吸收，镉的超富集植物被发现的并不多，且生物量小、生长缓慢、分布范围小等缺点。应用于实际的镉污染修复方面的研究较为缺乏。

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术问题在分析已有技术不足之处的基础上，为了克服以上不足之处提供一种新的成本低、可操作性强的修复镉污染土壤的方法。

本发明的具体技术方案是：

一种修复镉污染土壤的方法，其特征在于包含以下步骤：

A、将香附子在在镉污染的土壤中进行直接栽植或将其种子直播生长；

B、对栽种的香附子进行留茬收割植物的地上部分，或种植一定年限后，将整株植物回收，再播种或扦插幼苗。

香附子(Cyperus rotundus L.)为多年生草本植物，是一种中草药，广泛分布于我国北部和西北、西南部，也是一种常见的农田杂草。其抗逆境能力较强，具有较强的争光、争水和争肥能力，是较好的修复镉污染土壤的种质资源。它是由在地下的球茎产生根茎，根茎长出新的球茎，新球茎萌生幼草，一株接着一株，连绵不断地生长。在生长期内，它能在短时间内以数倍甚至几十倍的数量快速繁育生长，并迅速占领地面，表现出超强的繁殖能力。

香附子地上部镉含量高，表明其能够从污染土壤吸收大量镉并通过根系往地上部运输，进一步通过移走地上部，可达到减少污染土壤中镉含量的目的，从而实现镉污染土壤的修复。

本发明的积极效果表现在：利用香附子对镉的富集特性，将其种植在镉污染的土壤中，通过根系吸收镉，并转运储存到地上部分，以达到修复土壤镉污染的目的。由于香附子适应性强，易成活，在其生长过程中不需要进行特殊管理，因而成本很低、可操作性强。

具体实施例

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例以香附子为试验材料，验证其修复土壤镉污染的优势。

盆栽试验在四川农业大学农场温室进行。供试土壤取自雅安市雨城区大兴镇潮土(0-20cm)，土壤经剔除石块后过2mm筛备用。试验准确称量3.000kg土壤装入塑料桶中。试验共设了5个镉浓度处理，分别添加为0(CK)、2(Cd2)、10(Cd10)、50(Cd50)、和200(Cd200)mg kg^-1。添加的重金属形态为CdCl₂·2.5H₂O，以溶液形式加入到土壤中。平衡2周后。选择大小一致、长势良好的香附子幼苗移栽到各培养盆中，每盆4株，每个处理重复4次。根据盆栽土壤缺水情况，不定期浇自来水(水中未检出镉)，使土壤保持适宜的含水量。待植物成熟后收获，生长时间为60天。

结果表明：生长60天后，香附子地下部和地上部镉含量随着土壤镉浓度的增加而增加，并在200mg Cd kg^-1时达到最大值，其地下部镉含量为965.16mgkg^-1(DW)，地上部镉含量也达到542.285mg kg^-1(DW)，高于100mg kg^-1(镉超富集植物的临界浓度)。从香附子对镉的富集情况来看，各浓度处理下(CK除外)，植株地上部对镉具有较强的富集能力，富集系数为1.08-7.08。随着Cd处理浓度的增加，香附子地上部生物富集系数先降低后增加，在50mg Cd kg^-1处理下，其富集系数最小，但仍高于1，达到1.08，且镉积累量达到44.89μgplant^-1，再次反映了香附子对镉的富集能力。由此可将香附子直接种植于镉污染的土壤中，并不用特殊日常管理，生长一段时间过后，收获植物地上部，可将污染土壤中的镉提取出来，从而达到修复的目的。

Claims (1)

1.一种修复镉污染土壤的方法，其特征在于包含以下步骤：

A、将香附子在在镉污染的土壤中进行直接栽植或将其种子直播生长；

B、对栽种的香附子进行留茬收割植物的地上部分，或种植一定年限后，将整株植物回收，再播种或扦插幼苗，利用香附子减少污染土壤中镉含量。