CN108456526A - 一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂及其利用强化修复剂修复重金属污染土壤的方法 - Google Patents

一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂及其利用强化修复剂修复重金属污染土壤的方法 Download PDF

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    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • B09C1/105—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes using fungi or plants

Abstract

本发明涉及镉污染土壤的植物修复技术,具体地说是一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂及其利用强化修复剂修复重金属污染土壤的方法。强化修复剂为经水浸提龙葵获得的活性物质，活性物质再与水混合的混合物；其中，活性物质与水按质量比为0.1‑10:100‑1000。本发明使超富集植物龙葵从镉污染土壤中带走镉的量提高40.2％‑77.2％,显著地提高了镉污染土壤的植物修复效率。

Description

一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂及其利用强化修复剂 修复重金属污染土壤的方法
技术领域
本发明涉及镉污染土壤的植物修复技术,具体地说是一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂及其利用强化修复剂修复重金属污染土壤的方法。
背景技术
植物修复重金属污染土壤主要是指通过超富集植物(超积累植物)在污染土壤上正常生长，植物体内富集大量重金属之后，将植物从污染土壤上移走，从而使污染土壤得以清洁的一种方法。超富集植物是指对土壤中重金属具有超量富集作用的特殊植物，通常要具有临界含量特征、转移特征、富集系数特征以及耐性特征，这四个基本特征的植物才能称为超富集植物。显然，超富集植物对污染土壤中重金属去除率的高低就取决于植物本身的生物量大小和富集的重金属含量，也就是植物的提取量的高低。为了提高植物提取量，通常采取二种办法。一种是在不降低植物生物量的同时，提高植物对重金属的富集量，即提高植物重金属含量。另一种办法是在不降低植物重金属含量的同时，提高植物的生物量。因此，一些旨在提高植物重金属含量的螯合剂如EDTA或旨在提高植物生物量的一些有机肥等无机或有机的强化剂被施入土壤中。然而，这些强化剂在提高超富集植物提取量的同时，往往也会带来二次污染问题。因此，生物可降解且环境友好的强化剂成为研究的重要方向之一。镉是我国土壤污染中比较突出的重金属。高效且绿色修复的植物修复技术具有广阔的前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用效果好的、可促进超富集植物富集量的采用超富集植物龙葵中活性物质的强化修复剂及其及其利用强化修复剂修复重金属土壤的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂，强化修复剂为经水浸提龙葵获得的活性物质，活性物质再与水混合的混合物；其中，活性物质与水按质量比为0.1-10:100-1000。
所述活性物质为风干龙葵粉碎过1-100目筛的粉末，粉末经过量的超纯水在0-100摄氏度、50-5000rpm转速振荡条件下浸提6-96个小时后，经普通滤纸过滤，待用。
一种利用采用超富集植物龙葵的强化修复剂修复重金属土壤的方法，
将所述强化修复剂浇灌于种植有超富集植物的镉污染土壤中；强化修复剂的加入量为每公斤土壤加1-200ml；所述强化修复剂在种植的超富集植物花期时浇灌。
所述污染土壤中重金属Cd的含量0.3-100mg/kg。
所述种植的超富集植物龙葵。
本发明所具有的优点：
本发明于种植有超富集植物龙葵的镉污染土壤中，在龙葵生长的10-140天之间的某一特定生育时期，按每公斤土壤加2-200ml的量，以浇灌的方式将龙葵活性物质强化修复剂加入盆栽土壤中，待龙葵成熟后收获植物和相应的土壤样品。与没有投加龙葵活性物质强化修复剂的对照相比，本发明使超富集植物龙葵从镉污染土壤中带走镉的量提高40.2％-77.2％,显著地提高了镉污染土壤的植物修复效率。
具体实施方式
实施例
龙葵活性物质对镉污染土壤的强化修复作用
1试验材料
试验土壤采自沈阳郊区,为棕壤，其理化性质为pH值6.65，有机质17.01mg/kg，全N1.11mg/kg，全P 1.22mg/kg，速效K 139.16mg/kg。土壤总镉含量0.16mg/kg，属于镉的清洁土壤。将土壤样品粉碎后过1mm筛备用。采用水溶液混拌的方式均匀加入分析纯CdCL22.5H2O药剂，使土壤中总镉含量为8.5mg/kg，分别装入盆中，每盆2.5kg,平衡6个月。在采集清洁土壤的相同地块上，采集超富集植物龙葵(Solanum nigrum L.)的种子备用。采集若干龙葵(含根和叶)以及三叶鬼针草(含根、茎和叶)，分不同部分粉碎过1-100目筛后备用。
2试验方法
将上述风干并分不同部位的龙葵和三叶鬼针草过筛后的粉末经超纯水在0-100摄氏度、50-5000rpm转速振荡条件下浸提6-96个小时后，经普通滤纸过滤，过滤后所得各部位龙葵和三叶鬼针草活性物质再与水按照质量比0.1-10:100-1000的比例混合。下述实验，仅以25摄氏度，500转速振荡条件下浸提96小时，并且活性物质再与水按照质量比1:1的比例混合，为例；按照上述记载的条件进行改变设计实验也能后的本发明相应的结论。
分别得6种植物活性物质溶液，即龙葵根活性物质溶液为龙葵1号，龙葵茎活性物质溶液为龙葵2号，龙葵叶活性物质溶液为龙葵3号；三叶鬼针草根活性物质溶液为三叶鬼针草1号，三叶鬼针草茎活性物质溶液为三叶鬼针草2号和三叶鬼针草叶活性物质溶液为三叶鬼针草3号。
在上述平衡6个月各盆中播入龙葵种子，待各盆苗高均5cm左右时每盆定苗5棵。在龙葵生长到某一特定时期，一次性地按每公斤土壤加1-200ml的量均匀缓慢浇入上述不同活性物质，即处理T1，龙葵1号；T2,龙葵2号；T3,龙葵3号；T4,三叶鬼针草1号；T5,三叶鬼针草2号和T6,三叶鬼针草3号，同时以不加活性物质的处理为对照,CK。
试验在温室进行。控制培养室温度25-30℃、空气湿度50％-80％、光照强度350-450umol/m2s、光照时间08:00-17:30。并根据盆缺水情况不定期浇自来水，使土壤含水量经常保持在田间持水量的80％左右。为防止处理液淋溶渗漏损失，在盆下放置塑料托盘并及时将渗漏液倒回盆中。于植物成熟期采样(即待龙葵成熟时，收获植物和相应的土壤样品)。
3样品分析
收获的植物样品分根和地上部，分别用自来水充分冲洗，然后再用去离子水冲洗，沥去水分，在105℃下杀青30min，然后在70℃下于烘箱中烘至恒重。烘干后的植物样品粉碎过筛备用，土壤样品风干后过100目筛备用。植物及土壤样品均采用HNO3-HClO4法消化(二者体积比为3:1)，原子吸收分光光度计法测定Cd的含量，原子吸收分光光度计为日立180-80，镉的吸收波长为228.8。土壤的有机质含量等基本理化性质的测定采用常规的测定方法(参见表1)。
4数据统计
所获数据用Microsoft Excel和SPSS16.0进行统计分析，利用Duncan新复极差检验进行差异显著性检验(p<0.05)。
5结果
表1分别给出了施加植物活性物质对龙葵生长及富集镉的情况。与没有施加植物活性物质的对照相比，处理T1-T6的生物量均无显著变化(p<0.05)，即活性物质的施加对龙葵生物量没有影响。施加三叶鬼针草活性物质的处理T4-T6植物中镉含量也没有显著变化(p<0.05)。但施加龙葵活性物质的处理T1-T3的龙葵镉含量显著增加(p<0.05)，进而龙葵对镉的提取量也显著增加(p<0.05)，分别增加了40.2％-77.2％，其中处理T1增加幅度最大为77.2％。
表1龙葵对镉超富集的含量及提取量
上述表格中同一列数据后不同字母表示处理间差异显著(p<0.05)。

Claims (5)

1.一种采用超富集植物龙葵的强化修复剂，其特征在于：强化修复剂为经水浸提龙葵获得的活性物质，活性物质再与水混合的混合物；其中，活性物质与水按质量比为0.1-10:100-1000。
2.按权利要求1所述的采用超富集植物龙葵的强化修复剂，其特征在于：所述活性物质为风干龙葵粉碎过1-100目筛的粉末，粉末经过量的超纯水在0-100摄氏度、50-5000rpm转速振荡条件下浸提6-96个小时后，经普通滤纸过滤，待用。
3.一种权利要求1所述的利用采用超富集植物龙葵的强化修复剂修复重金属土壤的方法，其特征在于：
将所述强化修复剂浇灌于种植有超富集植物的镉污染土壤中；强化修复剂的加入量为每公斤土壤加1-200ml；所述强化修复剂在种植的超富集植物花期时浇灌。
4.按权利要求3所述的采用超富集植物龙葵的强化修复剂修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述污染土壤中重金属Cd的含量0.3-100mg/kg。
5.按权利要求3所述的采用超富集植物龙葵的强化修复剂修复重金属土壤的方法，其特征在于：所述种植的超富集植物龙葵。
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