CN105382022A - 一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法 - Google Patents

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刘建国
蔡晖
王明新
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    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
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Abstract

本发明涉及一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法，属于土壤重金属污染防治技术领域。其特征是：(1)修复用植物组合为：辣蓼、柳叶箬、鸭舌草、茭笋、空心莲子草、稗6种植物；(2)植物种植方法为：不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm；(3)植物收获时期及收获方法为：在植物种植后60天、吸收提取Zn的量达到饱和状态时一次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理。在稻田土壤重度Zn污染地区(土壤Zn浓度800mg/kg，达到食用农产品产地土壤Zn含量限值的3倍以上)，通过4轮、约240天的植物修复，可以将稻田土壤的Zn含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Zn浓度<250mg/kg)。

Description

一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法
技术领域
本发明为一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法，属于土壤重金属污染防治技术。
背景技术
随着我国人口的大幅度增加、城市化进程的加快、工农业的快速发展，导致对生物有毒的金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等)在土壤中快速、过量地累积，造成了土壤环境的严重污染，并已引起了人们的广泛关注。
重金属元素进入人体以后，当含量超过一定的值，就会通过破坏生物酶的活性，使生物酶失活，从而影响人体的正常生物化学反应。当过量的重金属元素进入人体后，与体内有机成分结合，不再以离子形式存在，形成金属螯合物或是金属络合物，使人的健康受到影响和伤害。重金属能与身体内的各类营养物质(如：蛋白质、核糖、维生素、激素等)发生反应。从而使上述物质失去或改变其基本的生理机能和活性，然后产生病变。如人体肾脏功能紊乱大多与重金属含量高的食品摄入过多有关，严重时会缩短寿命，甚至导致死亡
对于我国的农田土壤来说,锌(Zn)是重金属污染物中的重要一员。Zn虽是植物的必需元素，但据研究报道，当植物体内的Zn浓度达到150～200mg/kg时，会对植物的生长发育产生影响。由于Zn很容易被植物吸收,有些污染地区植物中Zn的含量可以达到数千mg/kg。过量的Zn对人体健康会产生严重影响，如当饮用水中Zn含量达到10～20mg/kg时，有致癌作用。所以，农田土壤及农作物中Zn的积累很可能会对环境及人类的健康造成严重威胁,而作物体内积累的Zn主要来源于土壤污染及污水灌溉。
水稻是我国最重要的粮食作物，大部分人以稻米为主食，特别在人口稠密的长江流域及以南地区。据研究，Zn可以通过水稻秸秆和稻米经食物链进入人体，给人体健康带来直接或间接的危害。水稻籽粒中的Zn是稻米主食区人体Zn的主要来源之一，其对人体Zn暴露的贡献大于饮用水。因此，防治稻田及稻米的Zn污染，对保障我国人民的身体健康非常重要。
据研究报道，一些植物对污染土壤中的重金属具有极强的富集能力，其体内的重金属浓度可达其生长土壤中重金属浓度的数百、甚至几千倍。因此这些植物在修复重金属污染土壤方面具有广阔的应用前景。
重金属污染土壤的植物修复技术是一种利用自然生长的植物或者通过遗传工程培育植物来修复重金属污染土壤的总称。主要包括植物稳定技术和植物萃取技术。植物萃取技术也被称为植物富集技术，它指利用专性植物根系吸收一种或几种重金属,并将其转移、贮存到地上部分，然后收获茎叶，集中处理，因而能从根本上清除土壤中的重金属，但不同种类的植物对重金属的耐性及吸收、提取重金属的能力差异很大，而且植物的生长环境和生长状况对其吸收、提取重金属的功能影响也很大。目前，在重金属污染土壤的植物修复领域，关于植物种类选择、配置及生长状况控制方面还非常缺乏研究，严重限制了重金属污染土壤植物修复技术在实际工作中的应用。
本发明在申请人多年研究的基础上，公开了一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法，在重度锌污染稻田中(土壤Zn浓度800mg/kg，达到食用农产品产地土壤Zn含量限值的3倍以上，属重度污染)，通过4轮修复，可以将稻田土壤的Zn含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Zn浓度<250mg/kg)(参见附图1)。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法，其特征是：(1)修复用植物组合为：辣蓼、柳叶箬、鸭舌草、茭笋、空心莲子草、稗6种植物；(2)植物种植方法为：不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm，保证每株植物都有较充分的生长空间，形成一个旺盛生长的植物群落；(3)植物收获时期及收获方法：在植物种植后60天、吸收提取Zn的量达到饱和状态时(参见附图2)一次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理，可以大大提高修复效果。植物收获后平整土壤，根据需要可进行下一轮植物修复；(4)稻田水分管理。修复前将稻田灌水到薄水层(约3cm)，然后种植植物。待植物活棵后排去积水，让土壤自然干燥到轻度缺水，从土壤外观上看，表土开始变硬，但未发白，出现细微裂纹。如测定土壤含水量，保持土壤含水量为最大持水量的80％左右(±5％)。然后灌水至饱和状态(未出现明显水层)，达到轻度缺水状态时再灌水到饱和，如此干湿交替、重复进行，直到植物收获。
本发明的有益效果是：在稻田土壤重度Zn污染地区(土壤Zn浓度800mg/kg，达到食用农产品产地土壤Zn含量限值的3倍以上)，通过4轮、约240天的植物修复，可以大幅度降低土壤的Zn含量。通过该申请专利技术方案的实施，可以将稻田土壤的Zn含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Zn浓度<250mg/kg)(参见附图1)。
附图说明
图1不同次数的植物修复后土壤Zn含量
图2植物种植后不同天数吸收提取Zn的量
具体实施方式
实施例1：一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法。具体实施方式为：(1)修复用植物组合为：辣蓼、柳叶箬、鸭舌草、茭笋、空心莲子草、稗6种植物；(2)植物种植方法为：不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm；(3)植物收获时期及收获方法：在植物种植后60天、吸收提取Zn的量达到饱和状态时(参见附图2)一次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理。植物收获后平整土壤，根据需要可进行下一轮植物修复；(4)稻田水分管理：修复前将稻田灌水到薄水层(约3cm)，然后种植植物。待植物活棵后排去积水，让土壤自然干燥到轻度缺水，从土壤外观上看，表土开始变硬，但未发白，出现细微裂纹。如测定土壤含水量，保持土壤含水量为最大持水量的80％左右(±5％)。然后灌水至饱和状态(未出现明显水层)，达到轻度缺水状态时再灌水到饱和，如此干湿交替、重复进行，直到植物收获。
附图1证明本实施例可以大幅度降低土壤Zn含量。图中数据是在土壤Zn浓度为800mg/kg(重度污染程度，达到食用农产品产地土壤Zn含量限值的3倍以上)条件下获得的。通过该申请专利技术方案4轮、约240天的实施，可以将稻田土壤的Zn含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Zn浓度<250mg/kg)
附图2证明植物收获的适宜时期是在植物种植后60天，此时植物吸收提取Zn的总量达到饱和状态，此时收获可以大大提高修复效果。

Claims (3)

1.一种重度锌污染稻田土壤的植物组合修复方法，其特征在于修复用植物组合为：辣蓼、柳叶箬、鸭舌草、茭笋、空心莲子草、稗6种植物。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于植物种植方法为：不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于植物收获时期及收获方法为：在植物种植后60天、吸收提取Zn的量达到饱和状态时一次性收获，将整株植物连根拔起。
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