CN102513338A - 利用植物修复铜污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用植物修复铜污染土壤的方法，将鸭跖草扦插繁殖的幼苗种植于含铜土壤中，生长至收割苗期进行收割或全部拔起，并进行铜的回收处理，其包括以下步骤：（1）将鸭跖草植株的茎剪下，在扦插床上按5×10cm的株、行距扦插繁殖，扦插后保持土壤湿润；（2）在铜污染区平整样地，打造种植穴；（3）鸭跖草在扦插床上生根后将幼苗种植于含铜土壤中；（4）将鸭跖草地上部分收割或连根拔起；（5）将收割的地上部分或整株植株进行干燥、粉碎，然后进行铜的回收处理。该方法具有成本低、修复效率高、环境风险小等优点，适用于工业和农业中铜污染土壤的修复以及尾矿区生态植被的重建。
Description
技术领域
本发明涉及一种被污染土壤的植物修复技术领域，特别是涉及一种通过种植铜富集植物—鸭跖草(Commelina communis L.)清除土壤铜污染的方法。
背景技术
近年来，随着工农业生产的快速发展，环境中重金属污染日趋严重。含铜矿产的开采、冶炼厂三废的排放、含铜杀菌剂的长期大量使用和城市污泥的堆肥利用，使土壤含铜量达到原始土壤的几倍甚至几十倍，远远超出了土壤环境
的承载力，对植物、动物和土壤微生物产生危害，严重威胁到生态系统的稳定和人类的安全。因此，土壤中铜的污染也逐渐引起了人们重视。
重金属污染土壤的修复方法有2大类:物理化学修复和生物修复。物理化学修复包括客土法、化学固化、电动修复、土壤淋洗等，这些技术不仅非常昂贵，难以大规模改良，而且常导致土壤结构破坏、土壤生物活性下降和土壤肥力退化。因此，生物修复得到了极大的发展。生物修复是指利用某些特定的动、植物和微生物降低土壤中重金属污染物而达到净化土壤的目的。生物修复包括土著动物修复、微生物修复和植物修复。其中，植物修复技术近年来备受人们的关注，被学术界称为“绿色修复”。它属于原位修复技术，可以保护水土，不破坏生态环境，成本低，操作简便，将富集了重金属的超积累植物收集后集中处理。
对铜污染土壤的植物修复主要是对铜超积累植物的研究。自从1977年Brooks等提出“超积累植物”的概念以后，有关耐金属与超富集植物的研究逐渐增多。通常，超积累植物的界定由以下几个因素决定：植物体内某种或多种金属元素浓度大于一定的临界值；植物地上部的重金属含量高于根部，即有较高的浓度比；在重金属污染的土壤上能良好生长，不发生重金属中毒现象。迄今为止，已发现铜超积累植物24种，其中Aeolanthus biformifolius含铜高达13500μg/g，是当前已知的铜积累量最高的植物。
我国植物资源丰富，近几年陆续报道了海洲香薷、鸭跖草、 蝇子草、头花蓼、滨蒿种群都是铜的耐性植物，可用于富铜土壤如矿业废弃地的植被重建。现在国内“申请号/200910027229.3/发明名称/用鸭跖草对含铜污水生物修复的方法”披露了利用鸭跖草科植物和微生物菌协同进行对含铜等重金属污水修复的方法。将鸭跖草制成生物浮床放置于加有益生菌剂的铜污染污水中，利用植物对重金属的吸附富集作用去除铜的污染。但是利用鸭跖草修复铜污染土壤的方法还未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用植物修复铜污染土壤的方法，通过种植铜富集植物—鸭跖草清除土壤铜污染，该方法具有成本低、修复效率高、环境风险小等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：将鸭跖草扦插繁殖的幼苗种植于含铜土壤中，生长至收割苗期进行收割或全部拔起，并进行铜的回收处理，其包括以下步骤：
（1）将鸭跖草植株的茎剪下，在扦插床上按5×10cm的株、行距扦插繁殖，扦插后保持土壤湿润；
（2）在铜污染区平整样地，打造种植穴；
（3）鸭跖草在扦插床上生根后将幼苗种植于含铜土壤中；
（4）鸭跖草幼苗在含铜土壤中生长4个月后，收割一次，保留地上茎3～5cm作为基茬，待其茬生长4个月后连根全部拔起；
（5）将收割的地上部分或整株植株进行干燥、粉碎，然后进行铜的回收处理。
其进一步措施是：
种植穴深5～10cm，株距为5～10cm，行距为10～15cm。
将幼苗种植于含铜土壤中后进行肥水管理，每2～3天浇一次水，10～15天施一次肥，夏季用遮阳网进行遮光栽培。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
（1）鸭跖草为鸭跖草科一年生草本植物，株高30～60cm，选用鸭跖草进行修复铜污染土壤，生物量大，生长迅速，繁殖力强，能在较短时间内形成较密的植被，富集大量的铜，提高了效率。
（2）鸭跖草分布广泛，能耐寒，对土壤的适应性很强，易于成活，管理成本低。
（3）鸭跖草根部吸收的铜转移至地上部分，通过收割地上部分或整株植株并进行铜的回收，达到修复铜污染土壤的目的，既可以保护水土，又不破坏生态环境。
（4）鸭跖草对铜的富集能力强，整株植物地上部分铜的积累量高达1026mg/kg，为铜的超积累植物。
本技术适用于工业和农业中铜污染土壤的修复以及尾矿区生态植被的重建。
具体实施方式
为进一步揭示本发明的技术方案，现详细说明本发明的实施方式：
（1）将鸭跖草植株的茎剪下，在扦插床上按5×10cm的株、行距扦插繁殖，扦插后保持土壤湿润。
（2）在铜污染区平整样地，打造种植穴，种植穴深5～10cm，株距为5～10cm，行距为10～15cm。
（3）鸭跖草在扦插床上生根后将幼苗种植于含铜土壤中，并进行肥水管理，每2～3天浇一次水，10～15天施一次肥，夏季用遮阳网进行遮光栽培；
（4）鸭跖草幼苗在含铜土壤中生长4个月后，收割一次，保留地上茎3～5cm作为基茬，待其茬生长4个月后连根全部拔起；
（5）将收割的地上部分或整株植株进行干燥、粉碎，然后进行铜的回收处理，防止环境污染。
实施例1
本实施例为鸭跖草在修复矿山土壤铜污染中的应用，具体做法为：
在铜矿区重金属污染的土壤中平整样地，按照上述具体实施方式将鸭跖草扦插繁殖的幼苗种植到含铜土壤中，幼苗在含铜土壤中生长4个月后，收割一次，测得地上部分铜的含量为812mg/kg；保留地上茎3～5cm作为基茬，待其茬生长4个月后连根全部拔起，测得地上部分铜的含量为1026mg/kg。
实施例2
本实施例为鸭跖草在修复工业铜污染土壤中的应用，具体做法为：
在工业铜污染区平整样地，按照上述具体实施方式将鸭跖草扦插繁殖的幼苗种植到含铜土壤中，幼苗在含铜土壤中生长4个月后，收割一次，测得地上部分铜的含量为731mg/kg；保留地上茎3～5cm作为基茬，待其茬生长4个月后连根全部拔起，测得地上部分铜的含量为827mg/kg。
以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.利用植物修复铜污染土壤的方法，其特征在于，将鸭跖草扦插繁殖的幼苗种植于含铜土壤中，生长至收割苗期进行收割或全部拔起，并进行铜的回收处理，其包括以下步骤：
（1）将鸭跖草植株的茎剪下，在扦插床上按5×10cm的株、行距扦插繁殖，扦插后保持土壤湿润；
（2）在铜污染区平整样地，打造种植穴；
（3）鸭跖草在扦插床上生根后将幼苗种植于含铜土壤中；
（4）鸭跖草幼苗在含铜土壤中生长4个月后，收割一次，保留地上茎3～5cm作为基茬，待其茬生长4个月后连根全部拔起；
（5）将收割的地上部分或整株植株进行干燥、粉碎，然后进行铜的回收处理。
2. 根据权利要求1所述的利用植物修复铜污染土壤的方法，其特征在于：种植穴深5～10cm，株距为5～10cm，行距为10～15cm。
3.根据权利要求1或2所述的利用植物修复铜污染土壤的方法，其特征在于：将幼苗种植于含铜土壤中后进行肥水管理，每2～3天浇一次水，10～15天施一次肥，夏季用遮阳网进行遮光栽培。
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