CN106964641A - 一种利用硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法 - Google Patents

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陈忠林
徐苏男
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Abstract

本发明涉及一种利用硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法。采用的技术方案是：采用0.1‑0.5mM硝普钠溶液进行叶面喷施；在黑麦草苗期喷施，通常日期选择在5‑6月之间；选择无雨的天气，喷施时间2‑4天；每天喷施2‑4次，通常在早8点之前和晚17点之后进行喷施；喷施量为叶片湿润而不滴水为标准。采用本发明的方法处理黑麦草，可显著提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤，且具有工序简单易于操作、不产生二次污染及成本低的特点，便于大面积处理。

Description

一种利用硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法
技术领域
本发明涉及一种利用硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法，特别涉及通过喷施硝普钠溶液提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法。
背景技术
黑麦草(Lolium perenne L.)喜光耐荫，喜温暖湿润，耐寒能力强，耐旱较差，再生性好，较耐践踏，耐瘠薄，对土壤的适应性较强，在各类草坪建植中具有广泛的应用价值。在中国、日本、韩国、朝鲜和美国等国家被广泛地应用于城市和公园的开放性绿地、运动场草坪的建植以及作为水土保持植物，是一种世界公认的优良冷季型草坪草。
多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一类广泛存在于环境中的具有致癌、致畸、致突变性的持久性有机污染物，具有低水溶性和憎水性，会强烈地分配到非水相中并吸附于固体颗粒物上，土壤因而成为其主要的环境归宿之一。进入土壤中的PAHs会通过食物链危害农产品安全和人体健康，因此，如何去除土壤中PAHs以达到修复目标，已成为环境领域的一个热点问题。
目前，常见污染土壤的修复方法包括物理修复、化学修复和植物修复，其中物理修复和化学修复的缺点在于工序复杂、处理周期长；使用的化学物质多，费用高且污染严重；修复多环芳烃污染土壤效果一般。相较于物理修复和化学修复两种方式，植物修复是利用植物吸收、降解、转化和去除土壤环境中的有毒有害污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，恢复受污染生态系统的正常功能。植物修复技术因具有成本低、效果好、不产生二次污染、可以削弱乃至消除环境污染物的毒性等优点，适于大面积土壤的修复。然而，多环芳烃对植物的毒害，使得植物修复较难在多环芳烃污染地区实践。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种针对黑麦草叶片处理的新技术，用本发明的方法处理黑麦草，可显著提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤，且具有工序简单易于操作、经济环保、不产生二次污染及成本低的特点，便于大面积处理。
本发明采用的技术方案是：一种利用硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法如下：采用硝普钠进行叶面喷施；在黑麦草苗期喷施，喷施2-4天，每天喷施2-4次；喷施量为叶片湿润而不滴水为标准。
上述的方法，所述的硝普钠的浓度为0.1-0.5mM。优选硝普钠的浓度为0.2mM。
本发明的有益效果是：
1.本发明，在修复土壤的同时能净化空气和水体、防止水土流失，生态效益较为显著；植物的蒸腾作用和根系的固定作用可减少污染物向大气、土壤和水体中迁移；价格低廉；应用范围广。
2.本发明，工序简单，易于操作，只需要喷雾器一个，人工操作即可。
3.本发明，用工少，每人可处理300-500m2的草坪。
4.本发明，不产生二次污染。
5.本发明，成本低，所用化学药品是市售的而且使用浓度较低。
6.本发明，成本低、工艺简单，便于大面积处理。
7.本发明，PAHs处理10天后，经喷施处理的黑麦草地上生物量增加58.53％，地下生物量增加63.33％。
附图说明
图1是实施例1中硝普钠浓度与地上鲜重结果。
图2是实施例1中硝普钠浓度与地下鲜重结果。
图3是实施例1中硝普钠浓度与叶绿素含量的结果。
图4是实施例1中硝普钠浓度与MDA含量的结果。
图5是实施例1中硝普钠浓度与PAHs降解率的结果。
图6喷施物与叶绿素含量的结果。
图7是喷施物与PAHs降解率的结果。
具体实施方式
实施例1浓度选择的试验
加入100mmol/L PAHs胁迫黑麦草，黑麦草生长受到了严重的抑制，胁迫处理10d后，黑麦草地上生物量和地下生物量较正常营养液培养的分别下降了46.0％和44.8％。随机分成9组。
方法：分别配制浓度为0.02mmol/L、0.05mmol/L、0.1mmol/L、0.20mmol/L、0.50mmol/L、0.80mmol/L、1.60mmol/L、3.20mmol/L的硝普钠溶液(SNP)溶液，将溶液注入喷雾器中，进行叶面喷施；每天喷施2次，喷施3天，喷施量为叶片湿润而不滴水为标准。结果如图1-图5。
PAHs污染的土壤对大多数植物的生长均有不同程度的抑制作用。本试验结果同样表明，100mmol/L PAHs胁迫处理显著抑制了黑麦草的生长。采用本发明的方法，从图1-图5可见，添加0.10-0.50mmol/L硝普钠显著缓解了PAHs对黑麦草地上鲜重和地下鲜重积累的抑制作用；施用适宜浓度硝普钠可以通过保护叶绿素来缓解PAHs胁迫对植株的伤害。
PAHs胁迫下黑麦草叶片MDA含量显著增加；喷施0.2-0.50mmol/L硝普钠后，显著降低了MDA含量，以0.20mmol/L硝普钠处理效果最好；但浓度为1.60mmol/L硝普钠处理效果不明显，3.20mmol/L处理则增加了MDA含量，这表明硝普钠作用效果存在一定浓度差异。可以推断，适宜浓度硝普钠处理可以减少PAHs胁迫下植株体内MDA含量，保护细胞质膜，从而减轻PAHs胁迫对植株的伤害。
PAHs胁迫下，喷施0.10mM、0.20mM和0.50mM的硝普钠，显著提高了土壤中PAHs降解率，硝普钠影响了土壤中PAHs的降解，一方面是因为促进植物生长及其根系分泌物的增加，改善了微生物的营养条件以及生理代谢活性，促进其对土壤中有机污染物的降解；另一方面，硝普钠可以分泌一些氧化酶类物质，提高土壤中多酚氧化酶、过氧化酶等的活性，进而促进土壤中有机污染物的降解。硝普钠可以提高土壤中PAHs的降解率，以施用0.20mM硝普钠处理效果最好，PAHs降解率可达65％。
实施例2喷施物的选择
加入100mmol/L的PAHs胁迫黑麦草，黑麦草生长受到了严重的抑制，胁迫处理10d后，黑麦草地上生物量和地下生物量较正常营养液培养的分别下降了46.0％和44.8％。随机分成4组。
方法：分别配制浓度为0.20mmol/L的硝普钠溶液(SNP)溶液、5mmol/L乙二胺四乙酸(EDTA)溶液，5mmol/L二乙三胺五乙酸(DTPA)溶液、5mmol/L柠檬酸(CA)溶液，并注入喷雾器中，进行叶面喷施；每天喷施2次，喷施3天。结果如图6-图7。
乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、柠檬酸(CA)由于其具有易于生物降解、生物毒性小和环境风险较低等特点，常被以外源投加的方式强化植物对土壤中重金属的提取。EDTA、DTPA能和PAHs形成稳定、水溶性的络合物，增加PAHs在土壤溶液中的含量，提高金属的植物有效性，它们最早于1993年被用于污染土壤的植物提取修复研究。CA通过酸化、络合、沉淀和氧化-还原等反应改变PAHs的溶解性；间接影响土壤微生物群落多样性及活性而作用于土壤中的PAHs。
从图6和图7可见，SNP、EDTA、DTPA、CA均可以缓解PAHs胁迫的作用，EDTA、DTPA、CA具有明显的生物毒性，通常会对植物产生毒害作用，显著抑制了土壤微生物群落的活性，EDTA及络合物很难被土壤微生物降解，其在土壤中的存在具有持久性，随灌溉或者降水作用，会使PAHs向下渗滤，对地下水造成潜在威胁；由于EDTA的非特异性，其同时和土壤中的Ca、Mg、Fe、Mn、Al等植物必需营养元素也有较高的络合能力，所以其会造成土壤中营养元素的潜在淋失。而硝普钠均能避免以上各喷施物的缺点。0.20mmol/L硝普钠(SNP)可以提高叶绿素含量、PAHs降解效果最好，因此本发明采用0.20mmol/L硝普钠。

Claims (4)

1.一种利用外源硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，方法如下：采用硝普钠进行叶面喷施；在黑麦草苗期喷施，每天喷施2-4次；喷施量为叶片湿润而不滴水为标准。
2.如权利要求1所述的一种利用外源硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，所述的硝普钠的浓度为0.1-0.5mM。
3.如权利要求2所述的一种利用外源硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，所述的硝普钠的浓度为0.2mM。
4.如权利要求1、2或3所述的一种利用外源硝普钠提高黑麦草修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，所述的污染土壤是受多环芳烃污染的土壤。
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