CN104475437A - 铺地锦在修复铅污染土壤中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铅污染土壤的植物修复技术，具体地说是一种铺地锦在修复铅污染土壤中的应用，在含污染物铅的土壤上种植铺地锦，通过铺地锦根系大量吸收污染土壤中的铅，并将其转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物铅的目的。本发明利用富集植物铺地锦治理铅污染土壤，具有费用低廉、可操作性强、不破坏土壤理化性质、不引起二次污染、且对防止污染土壤风蚀、水蚀均有良好的效果等优点。

Description

铺地锦在修复铅污染土壤中的应用

技术领域

本发明涉及铅污染土壤植物修复技术，严格地说就是一种利用马鞭草科植物铺地锦修复铅污染土壤的方法，即铺地锦在修复铅污染土壤中的应用。

背景技术

铅是环境中一种主要的重金属污染物之一，我国及世界各地普遍存在土壤铅污染情况，尤其在矿山、冶炼厂和公路周围，铅污染情况更为严重。铅一旦进入人体后，将通过血液干扰神经细胞的正常工作，在血液中破坏血红素的生存和脑微血管的渗透性，可导致大脑发育迟缓、不健全，最终影响人的智力，因此对铅污染土壤的治理和修复，是十分紧迫的任务。污染土壤植物修复技术费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水环境二次污染、美化环境，易于为社会所接受，成为当前国内外的热点科学问题和前沿研究方向。如今，人们对环境的要求较高，不仅要满足人居要求，而且还要达到一定的美学标准，在降低污染水平的同时，也希望看到污染环境的美化，而花卉植物当然是美化环境的首选。我国花卉资源丰富，特别是一、二年生草本花卉，种类繁多，分布广泛，栽培历史长，栽培条件明确，具有对水、肥等要求不严及较好的抗逆性等特征。随着铅污染情况的日益严峻，研究花卉对铅的抗性及对铅的富集特性，一方面可以为环境污染物的毒害作用积累资料，另一方面可以为铅污染环境的净化和景观化提供材料，充实耐铅植物基因库，为未来基因工程强化技术提供材料。但现有技术中治理效果不是很理想。

发明内容

本发明提供一种费用低廉、可操作性强、不破坏土壤理化性质、不引起二次污染、且对防止污染土壤风蚀、水蚀均有良好的效果的治理铅污染土壤的方法，即铺地锦在修复铅污染土壤中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

在含污染物铅的土壤上种植铺地锦，通过铺地锦根系大量吸收污染土壤中的铅，并将其转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物铅的目的。

所种植的铺地锦是指在土壤上直接播种铺地锦种子或将幼苗期的铺地锦移植到铅污染土壤中。

所述在铅污染土壤中种植铺地锦，可采取复种的方式，即在第一茬铺地锦生长至生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，再重复上述过程，直至最终修复铅污染土壤。

实验证明铺地锦是一种可用于铅污染土壤修复的铅富集植物，本发明利用铺地锦对土壤铅的富集提取作用，通过在铅污染土壤上种植铺地锦，能够在稳定铅污染土壤，减少土壤侵蚀及不引起地下水二次污染的同时，使铅污染土壤得到修复。与现有技术相比，既不破坏现有铅污染土地的土壤结构，又大大降低了修复费用。

具体实施方式

在含污染物铅的土壤上种植铺地锦，通过铺地锦根系大量吸收污染土壤中的铅，并将其转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物铅的目的。

所种植的铺地锦是指在土壤上直接播种铺地锦种子或将幼苗期的铺地锦移植到铅污染土壤中。

所述在铅污染土壤中种植铺地锦，可采取复种的方式，即在第一茬铺地锦生长至生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，再重复上述过程，直至最终修复铅污染土壤。

实施例1盆栽浓度梯度实验

实验共设了4个处理，分别为对照(CK)和三个Pb浓度梯度处理，Pb投加浓度分别为：1000mg kg^-1(T1)，3000mg kg^-1(T2)，5000mg kg^-1(T3)，分别为国家土壤环境质量三级标准的2、6和10倍，投加的重金属形态为Pb(NO₃)₂，为分析纯试剂，以固态加入到土壤中，充分混匀，平衡一个月后待用。

盆栽花卉为铺地锦，待幼苗长出5－6片叶子后移栽到上述处理土中。每盆3棵，3次重复。根据土壤缺水情况浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的70％左右。待植物成熟后收获。

实验结果如下：

从表1中可以看出，铺地锦地上部生物量受土壤铅污染的影响较小，随着铅投加浓度的升高，其地上部生物量有所增加，但当铅浓度过高时，生物量开始下降，各处理与对照均无显著差异(p>0.05),表现出较强的耐性。

在不同Pb浓度梯度下，铺地锦吸收Pb的量随着土壤中投加Pb浓度的升高而增加。在土壤中Pb浓度升高到5000mg kg^-1的情况下，铺地锦地上部Pb含量基本达到了铅超积累植物需要达到的临界含量标准1000mg kg^-1，符合了铅超积累植物的一个特征。

随着Pb污染程度的提高，铺地锦Pb转移系数(TF)逐渐变大，向地上部运输Pb的能力逐渐加强。在土壤中Pb浓度达到5000mg kg^-1时，铺地锦的铅转移系数接近于1，基本符合满足了铅超积累植物的另一个特征——转移系数>1。

在不同Pb浓度梯度下，铺地锦的Pb富集系数(EC)小于1，没有达到Pb超积累植物的另一个特征——富集系数>1。

因此，综合植物对铅的耐性和富集特征，铺地锦没有完全达到超积累植物标准，是铅富集植物。

实施例2冶炼污染区土壤盆栽实验

利用2007年采于废弃沈阳冶炼厂的污染土壤做盆栽实验，铅含量为4020mg kg^-1(Y)。设置无污染土壤为对照(CK)。盆栽花卉为铺地锦，待幼苗长出5－6片叶子后移栽到上述处理土中。每盆3棵，3次重复。待植物成熟后收获。

试验结果如下：

从表2中可以看出，在冶炼厂污染土壤上生长的铺地锦对铅的富集特征与人工污染土壤规律相似。其地上部生物量略有下降，但与对照均无显著差异(P>0.05),表现出较强的耐性。铺地锦地上部Pb含量超过了铅超积累植物需要达到的临界含量标准1000mg kg-1，符合了铅超积累植物的一个特征。铺地锦Pb转移系数(TF)大于1，地上部Pb含量大于根部，满足了铅超积累植物的另一个特征——转移系数>1。铺地锦Pb富集系数(EC)小于1，没有达到Pb超积累植物的另一个特征——富集系数>1。

实验结果与盆栽浓度梯度实验中铺地锦对铅的富集特征较一致。

从以上2个实施例可以看出，铺地锦无论在人工模拟污染条件下，还是在冶炼厂铅污染土壤中生长，均表现出Pb富集植物的特征。因此可以认为铺地锦是Pb富集植物，对Pb污染土壤有较强的修复能力，可用于铅污染土壤的植物修复。

表1人工污染土壤中铺地锦对铅的富集特征

表2冶炼污染土壤中铺地锦对铅的富集特征

Claims (3)

1.铺地锦在修复铅污染土壤中的应用，其特征在于：在含污染物铅的土壤上种植铺地锦，通过铺地锦根系大量吸收污染土壤中的铅，并将其转移至地上部器官，当植物长到地上部生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中污染物铅的目的。

2.按权利要求1所述铺地锦在修复铅污染土壤中的应用，其特征在于：所种植的铺地锦是指在土壤上直接播种铺地锦种子或将幼苗期的铺地锦移植到铅污染土壤中。

3.按权利要求1所述铺地锦在修复铅污染土壤中的应用，其特征在于： 所述在铅污染土壤中种植铺地锦，可采取复种的方式，即在第一茬铺地锦生长至生物量最大时，将植物地上部器官从污染土壤上移走，再重复上述过程，直至最终修复铅污染土壤。