CN102601105A - 利用植物去除土壤中重金属铜的方法 - Google Patents

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赵晓光
程爱华
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Abstract

本发明公开了一种利用植物去除土壤中重金属铜的方法：(1)通过监测，确定受重金属铜污染的区域及其土壤中铜含量，在土壤中重金属铜的浓度小于或等于1000mg/kg的受污染区域土壤上，根据气候及土壤的适宜性，播种种植高羊茅或白三叶或两者间种；(2)水平区域土壤上，播种方式可以条播，也可以撒播；斜坡上可以采用水平横向的条播；(3)通过连续种植，可以逐步降低土壤中的重金属铜含量，通过监测，直到土壤中铜含量达到土壤质量标准要求为止。收割后的植株，粉碎后晒干集中焚烧，其灰烬可以用来提取重金属铜，实现了污染物向资源的转化。

Description

利用植物去除土壤中重金属铜的方法
技术领域
本发明涉及土壤重金属污染的治理领域，具体涉及一种利用植物去除或减轻土壤中重金属铜(Cu)污染的修复技术。
背景技术
土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土重金属污染。污染土壤的重金属主要包括镉、汞、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，汞主要来自含汞废水，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大。更为严重的是这种污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点。因此，寻求缓解或解决此类污染的办法成了全球关注的棘手问题。
植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学物质的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除或钝化环境中污染物的一门环境污染治理新技术。广义的植物修复包括利用植物净化空气，利用植物及其根围微生物体系净化污水和治理污染土壤。狭义的植物修复主要是指利用超量积累污染物的植物提取作用去除污染土壤中的重金属，亦即通过重复种植和收获超富集植物将污染土壤中重金属浓度降低到可接受水平。
发明内容
本发明的目的：提供一种修复土壤中重金属铜污染的方法，利用研究发现的具有较强吸附能力的植物品种及其特性，修复重金属铜污染土壤。
本发明的技术方案是：
利用植物去除土壤中重金属铜的方法：
(1)通过监测，确定受重金属铜污染的区域及其土壤中铜含量，在土壤中重金属铜的浓度小于或等于1000mg/kg的受污染区域土壤上，根据气候及土壤的适宜性，播种种植高羊茅(Festuca arundinacea)或白三叶(Trrifolium repens L)或两者间种。
(2)水平区域土壤上，播种方式可以条播，也可以撒播；斜坡上可以采用水平横向的条播。播种量视土壤中重金属铜的浓度大小，浓度大要增加播种量，高羊茅在30～50g/m2，白三叶在0.6～0.8g/m2范围变动。若两者间种，可采用条带式间种，为管理方便，条带宽度不宜过小，可在10-50m。
(3)高羊茅和白三叶在适宜的自然条件下无需特别管护，待成熟后收割其植株全部，粉碎后晒干集中焚烧，其灰烬可以用来提取重金属铜。通过连续种植，可以逐步降低土壤中的重金属铜含量，通过监测，直到土壤中铜含量达到土壤质量标准要求为止。
研究发现，高羊茅(Festuca arundinacea)和白三叶(Trrifolium repens L)均是重金属铜的耐受植物，当土壤中重金属铜的浓度达到1000mg/kg，仍然能正常生长，且它们地上部分植物体内铜含量超过430mg/kg，具有生物量较大、植株地上部分对铜的吸收总量较高，对铜有较强的耐性的特点。
利用高羊茅或白三叶根系吸收污染土壤中的重金属铜并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中重金属铜污染物。植物提取是最有发展前景的方法，其技术易掌握和推广，经济廉价。收割后的植株，粉碎后晒干集中焚烧，其灰烬可以用来提取重金属铜，实现了污染物向资源的转化。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
应用本发明的方法在蓝田冶炼厂附近的土壤中实验，蓝田冶炼厂位于陕西蓝田县三里镇陈沟岸村，1991年建厂，从事粗铅生产，年产量2000t，土壤质地为重粘土，PH值7.8-8.2，距冶炼厂200m范围0-20cm耕作层土壤中铜平均含量为239mg/kg。2010年3月，在距冶炼厂233-278m陈沟岸村农地上(原来种植冬小麦)，采用水平横向条播间作高羊茅和白三叶约1320m2，播种方式为条播，条播行距30cm，覆土深度1cm，播种量分别为47.2g/m2和0.78g/m2，出苗后松土除草1次，4月灌溉1次，6月初收获，产高羊茅干草827kg，白三叶干草373kg。高羊茅和白三叶植株体内含铜量分别为327.5mg/kg和353.7mg/kg，随着产量在第二年及以后的较大幅度提高，经过30-50年即可将受重金属铜污染土壤中的铜的浓度降低到100mg/kg以下，即达到土壤环境二级质量标准，污染土壤得到恢复。
利用高羊茅或白三叶根系吸收污染土壤中的重金属铜并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中重金属铜污染物。植物提取是最有发展前景的方法，其技术易掌握和推广，经济廉价。收割后的植株，粉碎后晒干集中焚烧，其灰烬可以用来提取重金属铜，实现了污染物向资源的转化。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种利用植物去除土壤中重金属铜的方法，其特征在于：
(1)通过监测，确定受重金属铜污染的区域及其土壤中铜含量，在土壤中重金属铜的浓度小于或等于1000mg/kg的受污染区域土壤上，根据气候及土壤的适宜性，播种种植高羊茅或白三叶或两者间种；
(2)水平区域土壤上，播种方式可以条播，也可以撒播；斜坡上可以采用水平横向的条播；播种量视土壤中重金属铜的浓度大小，浓度大要增加播种量，高羊茅在30～50g/m2，白三叶在0.6～0.8g/m2范围变动；若两者间种，可采用条带式间种，为管理方便，条带宽度不宜过小，可在10-50m；
(3)高羊茅和白三叶在适宜的自然条件下成熟后收割其植株全部，粉碎后晒干集中焚烧，其灰烬可以用来提取重金属铜；通过连续种植，可以逐步降低土壤中的重金属铜含量，通过监测，直到土壤中铜含量达到土壤质量标准要求为止。
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