CN105880278A - 一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，该在镉污染的土壤中投入动物、并种植植物进行联合修复，其中，所述动物为蚯蚓，所述植物为龙葵。通过动植物联合修复，可以平衡土壤中重金属分布情况，利于全面的完整的修复；且由于动植物联合修复是生物修复，通过协同作用不仅强化了修复效果，而且不会产生二次污染。

Description

一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法

技术领域

本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法。

背景技术

2014年4月，我国首次公布了全国土壤污染状况调查结果：全国土壤环境状况总体不乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，主要污染物为镉、砷等重金属。土壤重金属污染严重影响植物生长发育，影响作物的产量和品质，并通过食物链放大作用进一步对人类和环境造成严重危害，严峻威胁到国家生态安全。镉是一种剧毒物质，具有致畸、致癌、致突变的作用，引起人体的肾脏发生功能性障碍，亦引起骨质疏松、软骨症和骨折的“痛痛病”。

生物修复是指利用植物、动物和微生物的作用，降低土壤中重金属含量或者改变重金属在土壤中的赋存形态进而降低其转移或毒性。目前，关于生物修复主要集中在植物和微生物方面，即筛选出超量富集的植物进行种植修复和利用内生菌或功能菌进行修复。尽管植物修复技术凭借成本低、扰动环境小、二次污染小等特点得到广泛应用，但单一采用植物进行修复，修复时间长，且会对土质造成较大的影响，不利于其进一步应用。动物修复技术凭借经济、简便、清洁等特点也越来越受关注和应用，但动物修复后土壤中重金属分布浓度各异。此外，单一的微生物修复也存在一系列问题，如条件较严苛、方法复杂等，单一的微生物修复难以达到比较满意的修复效果。有鉴于此，研究者们开始采用联合方式进行修复。目前，已有研究的联合方式主要集中在植物和微生物联合、植物和化学联合，其中，由于化学反应的参与，植物和化学联合技术容易引起二次污染；而植物和微生物联合技术修复效果仍有待加强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、经济、安全、能够修复镉污染土壤的同时改善土壤肥效的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，旨在解决现有技术存在的上述问题。

本发明是这样实现的，一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，该方法包括在镉污染的土壤中投入动物、并种植植物进行联合修复，其中，所述动物为蚯蚓，所述植物为龙葵。

进一步的，所述蚯蚓的投放密度为0.5-1.5kg/m²。

进一步的，在所述镉污染的土壤中投放柠檬渣。

进一步的，所述龙葵种植时为龙葵幼苗，所述龙葵幼苗的株高为5-10cm。

进一步的，所述龙葵的种植密度为4-5株/平方米。

进一步的，待所述龙葵成熟后，移除所述龙葵；并不间断地重新种植所述龙葵幼苗。

进一步的，待所述土壤中镉浓度≤1mg/kg时，将所述蚯蚓进行收集、并移除所述龙葵。

本发明采用动植物联合技术对重金属镉污染土壤进行修复，不仅解决了单独采用植物修复时时间过长的问题，而且解决了动物修复后土壤中重金属分布浓度各异的问题。更重要的是，采用动植物联合技术修复重金属镉污染土壤，可以通过动物的活动改善土壤的肥力和土质、增强植物修复的适应性，促进植物的生长、增加植物的生物量，从而为植物修复提供优良环境；同时，植物的根系发达，又能为动物提供了较好的生存环境。

本发明提供的动植物联合修复方式，不仅简单、经济、安全，而且能够在修复镉污染土壤的同时改善土壤肥效，并平衡土壤中重金属分布情况，利于全面、完整的修复。此外，由于动植物联合修复是生物修复，通过协同作用不仅强化了修复效果，而且不会产生二次污染。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，该方法包括在镉污染的土壤中投入动物、并种植植物进行联合修复，其中，所述动物为蚯蚓，所述植物为龙葵。本发明实施例利用动植物的强化作用联合修复土壤中的镉。

具体的，本发明实施例中，所述蚯蚓为重金属镉的富集动物。为了充分提高重金属镉的富集效率、同时保证蚯蚓的存活率，所述蚯蚓的投放密度优选为0.5-1.5kg/m²，更优选为1kg/m²。进一步的，在所述镉污染的土壤中投放柠檬渣作为蚯蚓的食物，以提高所述蚯蚓的活跃程度，强化修复效果。当然，应当理解，为了使得所述蚯蚓在土壤中更好地吸食，可先将土壤进行翻整后再投入所述柠檬渣。

本发明实施例中，所述龙葵为超积累镉植物，能从污染土壤中吸收富集镉。所述龙葵对镉的吸附，主要依赖于根系和茎叶。因此，若以龙葵种子播种，龙葵长出根系和茎叶需要一定的时间，该生长期没有吸附作用或吸附作用很弱。因此，优选的，所述龙葵种植时为龙葵幼苗，所述龙葵幼苗的株高为5-10cm。为了平衡土壤中重金属分布情况，优选将所述龙葵在污染土壤上均匀分布，优选的，所述龙葵的种植密度为4-5株/平方米，以保证其具备正常生长空间的同时平衡土壤中镉的分布。

进一步的，待所述龙葵成熟后，所述龙葵吸收富集镉的能力变弱，此时移除所述龙葵；并不间断地重新种植所述龙葵幼苗。

当重金属镉污染土壤的修复即完成后，将所述蚯蚓进行收集、并移除所述龙葵。由于收集的蚯蚓中富含大量的重金属镉，因此，将作危废处理。本发明实施例由于修复土壤的使用目的不同，因此，对修复土壤中镉含量的标准也不同。具体的，所述土壤中镉浓度≤1mg/kg时，即可根据不同的需要将所述蚯蚓进行收集、并移除所述龙葵。

本发明实施例采用动植物联合技术对重金属镉污染土壤进行修复，不仅解决了单独采用植物修复时时间过长的问题，而且解决了动物修复后土壤中重金属分布浓度各异的问题。更重要的是，采用动植物联合技术修复重金属镉污染土壤，可以通过动物的活动改善土壤的肥力和土质、增强植物修复的适应性，促进植物的生长、增加植物的生物量，从而为植物修复提供优良环境；同时，植物的根系发达，又能为动物提供了较好的生存环境。

本发明实施例提供的动植物联合修复方式，不仅简单、经济、安全，而且能够在修复镉污染土壤的同时改善土壤肥效，并平衡土壤中重金属分布情况，利于全面、完整的修复。此外，由于动植物联合修复是生物修复，通过协同作用不仅强化了修复效果，而且不会产生二次污染。

下面，结合具体实施例进行说明。

土壤中重金属镉以CdCl₂·2.5H₂O的形式加入，平衡15天后开始试验，实验组采用蚯蚓和龙葵进行联合修复，同时设置不含镉的空白对照组、采用蚯蚓修复的对照组1和采用龙葵修复的对照组2。实验组和各对照组分别设置四组镉浓度分别为10、20、50、100mg/kg的处理组，且每个处理重复3次。在各处理组中加入长势一致的龙葵幼苗，每盆3棵，培养温度控制在10～35℃，不施加肥，缺水的情况下补充不含镉的自来水，使得土壤中水含量维持在田间持水量的70％左右，在移栽90天后收割，同时采用野外蚯蚓收集法收集蚯蚓。

所述蚯蚓对镉的富集试验结果如表1所示，所述龙葵对镉的富集试验结果如表2所示，动植物联合修复对镉的富集试验结果如表3所示，不同方式修复后土壤中镉含量情况如表4所示。本发明实施例中，富集系数表征的是重金属在土壤转移至修复系统的难易程度，体现修复系统吸收转移重金属至体内能力大小的评价指标，富集系数越大，表明修复系统对重金属的吸收累积能力越强，越有利于土壤的修复。从表1可知，富集系数都大于1，表现为蚯蚓对镉有吸收积累的能力，具备镉超富集的特征。从表2可知，富集系数都大于1，表现为龙葵对镉有吸收积累的能力，具备镉超富集的特征。结合表3、4可知，联合修复较单独蚯蚓或龙葵修复要好，这说明蚯蚓和龙葵联合协同作用能修复好镉重金属污染土壤。

表1

表2

表3

表4

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，在镉污染的土壤中投入动物、并种植植物进行联合修复，其中，所述动物为蚯蚓，所述植物为龙葵。

2.如权利要求1所述的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，所述蚯蚓的投放密度为0.5-1.5kg/m²。

3.如权利要求1所述的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，在所述镉污染的土壤中投放柠檬渣。

4.如权利要求1-3任一所述的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，所述龙葵种植时为龙葵幼苗，所述龙葵幼苗的株高为5-10cm。

5.如权利要求4所述的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，所述龙葵的种植密度为4-5株/平方米。

6.如权利要求4所述的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，待所述龙葵成熟后，移除所述龙葵；并不间断地重新种植所述龙葵幼苗。

7.如权利要求1所述的动植物联合修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，待所述土壤中镉浓度≤1mg/kg时，将所述蚯蚓进行收集、并移除所述龙葵。