CN103521510B

CN103521510B - 一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的方法

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Publication number: CN103521510B
Application number: CN201310477864.8A
Authority: CN
Inventors: 丁德馨; 胡南; 李广悦; 郑青文; 胡劲松; 彭国文; 王永东
Original assignee: University of South China
Current assignee: Nanhua University; University of South China
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2033-10-14
Also published as: CN103521510A

Abstract

本发明涉及一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的方法。选用对土壤中的铀具有富集作用的乔木构树、灌木枸骨和草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草构建成具有原位修复铀污染土壤功能的稳定植物群落。功能植物群落中的各种植物从铀污染土壤中富集铀，同时将其运输到植物的地上部分，从而达到修复铀污染土壤的目的。其步骤是：1、种子处理及播撒；2、修剪及施肥；3、收割；4、集中处理。该方法无需其他辅助手段，解决了现有的利用单一植物物种修复铀污染土壤，植物种类结构单调、植物群落不稳定、易退化、养护成本过高、病虫害猖獗、生态功能低的缺点，且五种植物之间存在协同作用，与采用单一植物物种修复铀污染土壤相比，修复效率显著提高。

Description

一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的方法

技术领域

本发明属于铀污染土壤植物修复技术领域，具体涉及一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的技术。

背景技术

根据《三十年辐射环境质量评价》对我国铀矿冶系统放射性污染源所做的分析，铀废石和铀尾矿是铀矿冶系统最大的放射性污染源。我国约有180多处铀废石和铀尾矿堆放场，分布在全国的14个省区30多个县市，具有堆存量大、占地面积广、距离村镇近等特征；其中约80%的铀废石、90%的铀尾矿分布在湖南，江西和广东等地，这些地区雨量充沛，人口稠密。由于铀废石和铀尾矿中含有铀、²³⁰Th、²²⁶Ra等放射性核素，在各种水文生物地球化学因子的作用下，这些放射性核素会转化成可迁移态，通过地表径流和地下渗流，污染周边的土壤，并通过食物链进入人体，危害人们的健康。随着我国核电事业的快速发展，对天然铀的需求与日俱增，这使得铀矿开采和铀水冶的规模在不但扩大，也使得放射性污染土壤的规模呈扩大之势。因此，对铀污染土壤进行修复势在必行。

铀污染土壤的修复是将土壤中的铀以转移、转化和提取的方式减少或降低其在土壤中的浓度，使其达到环境安全允许的水平范围内，从而减少对周围环境的毒性作用。

铀污染土壤修复的物理方法主要包括淋洗法、客土法、电热法、深耕翻土法等。铀污染土壤修复的化学方法主要有化学提取法、化学固定法和化学稳定法。传统的物理和化学方法在实际应用中存在许多不足之处, 其共同缺点就是耗材量大，费用高昂，对环境有破坏性，工艺流程冗长，后续处理烦琐，所形成的二次废物还需进行再处理。由于传统的物理和化学修复法所固有的这些缺点，再加上铀污染土壤修复规模往往很大，因而，采用这些修复法修复铀污染土壤不具有可行性。

植物修复技术是采用超积累植物将土壤中某种过量的元素或化合物大量地转移到植株体内(特别是地上部)的原位修复技术。植物修复技术作为一种新兴的环境污染治理技术，与传统的物理和化学修复技术相比,具有投资和维护成本低、操作简便、不造成二次污染等优点，已引起国内外环保部门和环境专家的极大关注，成为世界各国铀污染土壤修复研究的热点，并将发展为铀污染土壤的高效修复技术。植物修复技术不仅可以修复铀污染土壤，而且还可以通过资源化取得一定的经济效益。

目前，国内外的植物修复技术均采用单一的富集或超富集植物对铀污染土壤进行修复，存在植物物种单调、稳定性差、易退化，养护成本高，易遭病虫侵害，生态功能低等缺点。这就要求我们构建植物物种多样性丰富、结构完整、生物量大、稳定性好、后期遵循“少人工管理”的自然规律，且具有修复铀污染土壤功能的植物群落，以对铀污染土壤进行原位修复。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是要提供一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的方法。本发明根据生态学原理，以自然植被群落演替理论为依据，选择土著植物，即当地自然植被中对土壤铀具有富集功能的乔木植物构树（Broussonetia papyrifera）、灌木植物枸骨（Ilex cornuta）和草本植物芦苇（Phragmites australis）、凤尾蕨（Pteris cretica）、异型莎草(Cyperus difformis)，采用人工营造与植被自然生长相结合的方式，构建结构完整，且具有修复铀污染土壤功能的植物群落。功能植物群落中的各种植物从铀污染土壤中富集铀，同时将其输运到植物地上部分，从而达到修复铀污染土壤的目的。并且这五种植物之间存在协同作用，能促进相互之间对土壤中铀的富集作用，从而提高对铀污染土壤的修复效率高。该方法既具有取材方便、成本低廉、修复效率高，又具有易管理、易操作、环境风险小等多重优点。其具体步骤包括：

（1）种子处理及播撒；

（2）修剪及施肥；

（3）收割；

（4）集中处理。

其进一步的措施是：

所述的种子处理的具体方法为以下方法之一：(1) 用浓硫酸浸种10-15 min，水洗除去硫酸后自然风干； (2) 60℃水浸种2-3 h 后自然风干；(3) 浓度为25 mg/L 萘乙酸处理2-3 h 后自然风干；(4) 用HgCl₂浸种5-10 min, 水洗除去HgCl₂后自然风干。

所述种子播撒的具体方式是：

按每平方米异型莎草200-400 粒、芦苇150-350 粒、凤尾蕨40-80粒、枸骨20-60 粒、构树20-25 粒的比例将所有种子混合均匀，得到混合种子。按每平方米农家肥料3-5 kg、铀污染土壤140-250 kg 的比例拌合均匀，得到土壤基质混合物。将所得到的土壤基质混合物与混合种子拌合均匀，得到种子土壤基质混合物。将所得到的种子土壤基质混合物播撒到铀污染土壤上，厚度为5-10 cm，让其自然萌发，生长。

所述修剪及施肥的具体实施方式是：当构树最低高度超过5cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为4-7 cm。当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小的构树和枸骨，控制构树密度为2-5株/m²，控制枸骨密度为8-10株/m² 。当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶部喷洒浓度为20-40 mg/L 的多效唑药液。实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥。根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定。

所述收割的具体方式是：对于草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草，每年8月份收割第一次，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，每年11月份收割第二次；对于构树和枸骨，每年11月份，剪去多余的枝条。

所述集中处理的具体方式是：将收割的地上部分转移到安全地带，集中进行干燥、粉碎、焚烧，最后进行填埋或铀的浸出回收，以有效控制铀的扩散。

本发明以对土壤中铀具有富集功能的乔木植物构树（Broussonetia papyrifera）、灌木植物枸骨（Ilex cornuta）和草本植物芦苇（Phragmites australis）、凤尾蕨（Pteris cretica）、异型莎草(Cyperus difformis)为材料，通过人工营造与植被自然生长相结合的方式，构建结构完整，且具有修复铀污染土壤功能的植物群落。解决了现有采用单一富集或超富集植物修复铀污染土壤的植物修复技术所存在的植物物种结构单调、稳定性差、易退化，养护成本高，易遭病虫侵害，生态功能低等难题。

本专利发明的一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的方法，与现有技术方法相比，具有以下技术优势：

（1）所选用五种植物生长快，生物量大，能在短时间内形成较好的植物群落。这些植物均可通过种子或孢子繁殖，在第一次人工栽培后，就可以通过自身繁育维持植被的持续久存。

（2）所选用的五种植物均具有较强的抗旱性，且不会被牛羊采食，因此铀不会通过食物链传递而增加环境风险，易于管理。

（3）所选用的五种植物且均具有富集铀的能力，所形成的功能植物群落结构完整、生物量大、稳定性好、后期完全遵循自然规律的“少人工管理”，且五种植物之间存在协同作用，能促进对相互之间对铀的富集作用，从而提高对铀污染土壤的修复效率高。

（4）草本植物的地上部分可通过人工或机械化收割，灌木和乔木的枝条也可每年进行修剪，收割的地上部分可集中转移到安全的地方进行处理或回收，并具有潜在的经济效益，操作管理简便。

（5）利用功能植物群落修复铀污染土壤，系绿色原位修复，不会造成二次污染，同时修复过程不会破坏原有的生态环境，并有助于改善因铀污染而引起的土壤退化和生产力下降，恢复并提高铀污染土壤的生物多样性，且能美化环境等多重优点。具有易于管理、成本低、修复效率高、环境友好、具有潜在经济效益等多重优点。

具体实施方式

Ⅰ 材料组成

构树（Broussonetia papyrifera）种子、枸骨（Ilex cornuta）种子、芦苇（Phragmites australis）种子、凤尾蕨（Pteris cretica）种子、异型莎草(Cyperus difformis) 种子、铀污染土壤。

Ⅱ 种子处理及施用方法

种子处理的方法为以下方法之一：（1）用浓硫酸浸种10-15 min，水洗除去硫酸后自然风干；（2） 60℃水浸种2-3 h 后自然风干；（3）浓度为25 mg/L 萘乙酸处理2-3 h 后自然风干；（4）用HgCl₂浸种5-10 min, 水洗除去HgCl₂后自然风干。

当构树最低高度超过5cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为4-7 cm。当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小构树和枸骨，控制构树密度为2-5株/m²，控制枸骨密度为8-10株/m² 。当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶层喷洒浓度为20-40 mg/L 的多效唑药液。实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥。根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定。

每年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，每年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地方集中进行干燥、粉碎，焚烧、最后进行填埋或浸出回收铀，实现有效阻控铀的再扩散处理。

Ⅲ 原理

构树（Broussonetia papyrifera），落叶乔木，生长高度可达16米，树冠张开，卵形至广卵形；叶卵圆至阔卵形，长8-20 cm，宽6-15 cm，适应性特强，抗逆性强。根系浅，侧根分布很广，生长快，萌芽力和分蘖力强，耐修剪，抗污染性强。构树在我国温带、热带均有分布，不论平原、丘陵或山地都能生长，该树种具有速生、适应性强、分布广、易繁殖、热量高、轮伐期短的特点。枸骨（Ilex cornuta），常绿灌木，高0.6-3m，枝开展而密生，形成阔圆形树冠，枸骨萌发力很强，很耐修剪，耐干旱。芦苇（Phragmites australis），茎秆直立，秆高1-3 m，叶长15-45 cm，宽1-3.5 cm，具长、粗壮的匍匐根状茎，根状茎具有很强的生命力，能较长时间埋在地下，根状茎可达1 m甚至以上，一旦条件适宜，仍可发育成新枝，具有抗旱、抗高温、抗倒伏、株高、梗粗、叶壮，成活率高、生命力强、易管理、适应坏境广、生长速度快的特点。凤尾蕨（Pteris cretica），陆生矮小多年生蕨类植物，高35-45cm，根粗壮，叶长25-30 cm，宽15-20 cm，多生于山谷石缝或灌木林缘阴湿处，适应性强，喜阳光充足和稍潮湿环境，也耐半阴，极耐干旱。异型莎草(Cyperus difformis)，一年生草本植物，秆丛生，高2-65 cm，叶线形，宽2-6 mm，中国大部分地区有分布。

通过野外调查和室内实验，我们发现铀污染土壤中生长的构树、枸骨、芦苇、凤尾蕨、异型莎草，对铀表现出了极强的耐受性，而且可以将铀富集到地上部分,并且它们之间存在协同效应，从而提高了对铀污染土壤的修复效率。根据生态学原理，这五种植物在群落中的时空位置及功能关系不一致，它们具有不同的生态位，因而，它们组成的植物群落稳定性好、不易退化，易养护，生态功能高，植物群落一旦形成，不需人工管理。功能植物群落中各物种均能从铀污染土壤中富集铀到地上部分，然后，进行对地上部分进行收割和集中处理，从而达到修复铀污染土壤的目的。

Ⅳ 实施例

实施例1

植物种子：构树（Broussonetia papyrifera）种子、枸骨（Ilex cornuta）种子、芦苇（Phragmites australis）种子、凤尾蕨（Pteris cretica）种子、异型莎草(Cyperus difformis) 种子。

其他材料：农家肥、铀污染土壤。

用浓硫酸浸种10-15 min，水洗除去硫酸后自然风干。按每平方米异型莎草300 粒、芦苇280 粒、凤尾蕨50粒、枸骨48粒、构树22 粒的比例将所有种子混合均匀，得到混合种子。按每平方米农家肥料5 kg、铀含量为5 mg/kg的铀污染土壤150 kg 的比例拌合均匀，得到土壤基质混合物。将所得到的土壤基质混合物与混合种子拌合均匀，得到种子土壤基质混合物。将所得到的种子土壤基质混合物，播撒到我国南方某铀尾矿库周边铀浓度为5 mg/kg的铀污染土壤上，厚度为7-8 cm，面积为20 m²，让其自然萌发，生长。

当构树最低高度超过5 cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为4 cm。当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小的构树和枸骨，控制构树密度为3株/m²，控制枸骨密度为9株/m² 。当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶层喷洒浓度为40 mg/L 的多效唑药液。实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥。根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定。

当年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬；当年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到安全地带集中进行干燥、粉碎、焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分18 kg，其铀含量为9 mg/kg；得到凤尾蕨灰分10 kg，其铀含量为78 mg/kg；异型莎草4 kg，其铀含量为380 mg/kg；得到构树灰分2.2 kg，其铀含量为7 mg/kg；得到枸骨灰分1.5 kg，其铀含量为18 mg/kg，最后将灰分进行填埋。通过1年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉2504 mg的铀。

第二年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，第二年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎，焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分32 kg，其铀含量为8.5 mg/kg；得到凤尾蕨灰分15 kg，其铀含量为65 mg/kg；异型莎草 5.5 kg，其铀含量为320 mg/kg；得到构树灰分3.5 kg，其铀含量为6.8 mg/kg；得到枸骨灰分3.5 kg，其铀含量为17 mg/kg，最后将灰分进行填埋。通过2年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉5594.7 mg的铀。

实施例2

其他材料：农家肥、铀污染土壤。

用60℃水浸种上述五种植物种子3 h 后，自然风干。按每平方米异型莎草260 粒、芦苇200 粒、凤尾蕨70粒、枸骨50 粒、构树25 粒的比例将所有种子混合均匀，得到混合种子。按每平方米农家肥料5 kg、铀含量为10 mg/kg的铀污染土壤150 kg 的比例拌合均匀，得到土壤基质混合物。将所得到的土壤基质混合物与混合种子拌合均匀，得到种子土壤基质混合物。将所得到的种子土壤基质混合物播撒到我国南方某铀尾矿库周边铀浓度为10 mg/kg的铀污染土壤上，厚度为7-8 cm，面积为20 m²，让其自然萌发，生长。

当构树最低高度超过5 cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为4 cm。当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小构树和枸骨，控制构树密度为5株/m²，控制枸骨密度为10株/m² 。当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶层喷洒浓度为40 mg/L 的多效唑药液。实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥。根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定。

当年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，当年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎、焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分15 kg，其铀含量为12 mg/kg；得到凤尾蕨灰分8 kg，其铀含量为124 mg/kg；异型莎草 3 kg，其铀含量为535 mg/kg；得到构树灰分2 kg，其铀含量为8.5 mg/kg；得到枸骨灰分1 kg，其铀含量为25 mg/kg，最后将灰分进行填埋。通过1年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉2819 mg的铀。

第二年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，第二年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎，焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分25 kg，其铀含量为11 mg/kg；得到凤尾蕨灰分12 kg，其铀含量为120 mg/kg；异型莎草 5 kg，其铀含量为518 mg/kg；得到构树灰分5 kg，其铀含量为7.5 mg/kg；得到枸骨灰分2 kg，其铀含量为24 mg/kg，最后将灰分进行填埋。通过2年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉7209.5 mg的铀。

实施例3

其他材料：农家肥、铀污染土壤。

将种子用浓度为25 mg/L 萘乙酸处理2-3 h 后，自然风干。按每平方米异型莎草350 粒、芦苇300 粒、凤尾蕨80粒、枸骨60 粒、构树25 粒的比例将所有种子混合均匀，得到混合种子。按每平方米农家肥料5 kg、铀含量为20 mg/kg的铀污染土壤150 kg 的比例拌合均匀，得到土壤基质混合物。将所得到的土壤基质混合物与混合种子拌合均匀，得到种子土壤基质混合物。将所得到的种子土壤基质混合物播撒到我国南方某铀尾矿库周边铀浓度为20 mg/kg的铀污染土壤上，厚度为7-8 cm，面积为20 m²，让其自然萌发，生长。

当构树最低高度超过5 cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为5 cm。当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小构树和枸骨，控制构树密度为4株/m²，控制枸骨密度为8株/m² 。当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶层喷洒浓度为35 mg/L 的多效唑药液。实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥。根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定。

当年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，当年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎、焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分20 kg，其铀含量为18 mg/kg；得到凤尾蕨灰分12 kg，其铀含量为185 mg/kg；异型莎草4.5 kg，其铀含量为865 mg/kg；得到构树灰分1.8 kg，其铀含量为10.5 mg/kg；得到枸骨灰分1 kg，其铀含量为35 mg/kg，最后将灰分进行浸出回收铀。通过1年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉6526.4 mg的铀。

第二年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，第二年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎、焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分35 kg，其铀含量为17.8 mg/kg；得到凤尾蕨灰分16 kg，其铀含量为182 mg/kg；异型莎草8 kg，其铀含量为852 mg/kg；得到构树灰分2.5 kg，其铀含量为10 mg/kg；得到枸骨灰分1.8 kg，其铀含量为32 mg/kg，最后将灰分进行浸出回收铀。通过2年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉16960 mg的铀。

实施例4

其他材料：农家肥、铀污染土壤。

用HgCl₂浸种5-10 min, 水洗除去HgCl₂后自然风干。按每平方米异型莎草400 粒、芦苇350 粒、凤尾蕨40粒、枸骨30 粒、构树20 粒的比例将所有种子混合均匀，得到混合种子。按每平方米农家肥料5 kg、铀含量为30 mg/kg的铀污染土壤150 kg 的比例拌合均匀，得到土壤基质混合物。将所得到的土壤基质混合物与混合种子拌合均匀，得到种子土壤基质混合物。将得到的种子土壤基质混合物播撒到我国南方某铀尾矿库周边铀浓度为30 mg/kg的铀污染土壤上，厚度为7-8 cm，面积为20 m²，让其自然萌发，生长。

当构树最低高度超过5 cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为5 cm。当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小构树和枸骨，控制构树密度为2株/m²，控制枸骨密度为10株/m²。当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶层喷洒浓度为35 mg/L 的多效唑药液。实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥。根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定。

当年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，当年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎，焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分22 kg，其铀含量为25 mg/kg；得到凤尾蕨灰分8 kg，其铀含量为225 mg/kg；异型莎草6.5 kg，其铀含量为926 mg/kg；得到构树灰分1.5 kg，其铀含量为12 mg/kg；得到枸骨灰分1.2 kg，其铀含量为50 mg/kg，最后将灰分进行浸出回收铀。通过1年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉8447 mg的铀。

第二年8月份，对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第一次收割，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，第二年11月份对草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草进行第二次收割，同时对构树和枸骨的枝条进行修剪。将收割的地上部分转移到其安全地带集中进行干燥、粉碎、焚烧。焚烧后，得到芦苇的灰分40 kg，其铀含量为23.5 mg/kg；得到凤尾蕨灰分12 kg，其铀含量为208 mg/kg；异型莎草10 kg，其铀含量为890 mg/kg；得到构树灰分2.0 kg，其铀含量为11.2 mg/kg；得到枸骨灰分2 kg，其铀含量为45 mg/kg，最后将灰分进行浸出回收铀。通过2年的栽种，功能植物群落从铀污染土壤中清除掉20895.4 mg的铀。

以上仅仅是本发明的较佳实施方式，根据本发明的上述构思，本领域的熟练人员还可以对此作出各种修改和变换。例如，种植在不同铀浓度的铀污染土壤中，采用不同的植物种子，对各种子的比例、栽种的行距、株距及各种营养条件进行调整，采用不同的收割方式和时期，不同的种子萌发、培养和育苗方法，用来修复不同的放射性核素和重金属污染土壤等等。然而，类似的这些变换和修改均属于本发明的实质。

Claims

1.一种利用功能植物群落修复铀污染土壤的方法，其特征在于，利用对土壤中铀具有富集功能的一种乔木、一种灌木、三种草本植物构建具有原位修复铀污染土壤功能的稳定植物群落；功能植物群落中的各种植物从铀污染土壤中富集铀，同时将其输运到植物地上部分，从而达到修复铀污染土壤的目的，

所述乔木为构树，灌木为枸骨，草本植物为芦苇、凤尾蕨及异型莎草；

其具体步骤是：

（1）种子处理及播撒：

所述种子处理的具体方法为以下方法之一：（1）用浓硫酸浸种10-15 min，水洗除去硫酸后自然风干；（2） 60℃水浸种2-3 h 后自然风干；（3）浓度为25 mg/L 萘乙酸处理2-3 h 后自然风干；（4）用HgCl₂浸种5-10 min, 水洗除去HgCl₂后自然风干；

所述种子播撒的具体方式是：

按每平方米异型莎草200-400 粒、芦苇150-350 粒、凤尾蕨40-80粒、枸骨20-60 粒、构树20-25 粒的比例将所有种子混合均匀，得到混合种子，按每平方米农家肥料3-5 kg、铀污染土壤140-250 kg 的比例拌合均匀，得到土壤基质混合物，将所得到的土壤基质混合物与混合种子拌合均匀，得到种子土壤基质混合物，将所得到的种子土壤基质混合物播撒到铀污染土壤上，厚度为5-10 cm，让其自然萌发，生长；

（2）修剪及施肥：

所述修剪具体为：当构树最低高度超过5cm 时，采用人工刈割的方式控制凤尾蕨和芦苇高度为4-7 cm；当构树最低高度超过10 cm 时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小构树和枸骨，控制构树密度为2-5株/m²，控制枸骨密度为8-10株/m²；当构树最低高度超过25 cm 时，采用塑料袋将构树和枸骨临时遮盖，并向草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草叶层喷洒浓度为20-40 mg/L 的多效唑药液；

所述施肥具体为：实施一定时间后，向构树和枸骨喷施抗逆性高营养叶面肥，根据植物生长状况，进行水分和养分的常规管理，直至植物群落稳定；

（3）收割：

对于草本植物芦苇、凤尾蕨、异型莎草，每年8月份收割第一次，收割时保留地上茎3-5 cm作基茬，每年11月份收割第二次；对于构树和枸骨，每年11月份，剪去多余的枝条；

（4）集中处理：

将收割的地上部分转移到安全地方集中进行干燥、粉碎，焚烧、最后进行填埋或浸出回收铀，以有效控制铀的扩散。