CN109622604A - 一种植物修复铅污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种植物修复铅污染土壤的方法。该方法包括如下步骤：将寸草苔移栽至铅污染过的土壤上。其中，所述土壤中铅的浓度低于200mg/kg。本发明使用寸草苔进行铅污染土壤的修复，寸草苔根茎发达、分蘖力强、生长讯速、耐旱、耐土壤贫瘠，而且其耐反复收割，只需栽种一次即可通过地下部不断的长出根茎而繁殖出许多新植株；寸草苔耐铅，可以将土壤中的铅通过根系吸收转移到地上部，可通过收割地上部以控制土壤中铅含量在安全水平。

Description

一种植物修复铅污染土壤的方法

技术领域

本发明土壤修复技术领域，更具体地，涉及一种植物修复铅污染土壤的方法。

背景技术

现今随着我国经济的快速发展，工业化和城镇化加速扩张、矿物开采与冶炼规模不断扩大、金属加工电镀、电池生产消耗，导致重金属铅通过不同途径进入土壤：如工业和城市污水不合理排放、农药和化肥过度使用、大气沉降等，污染土壤和城市绿地，重金属铅污染存在普遍性、长期性、隐蔽性以及不可逆性，而且铅通过食物链进入人体后通过血液循环进入人体各部分，可引发心脏衰竭、肝肾病变、智力下降等。

目前，通过物理方法(换土法、蒸汽浸提、电动力学等)、化学方法(化学淋洗、氧化法、还原法、溶剂浸提法等)、以及植物修复法修复土壤中的重金属铅，前两种方法耗资大、技术复杂，并不适合我国大面积重金属铅污染土壤修复，而植物修复相对简单、投资少、效果明显。但至今还未发现一种非常有效的植物修复铅污染土壤的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物修复铅污染土壤的方法。该方法包括如下步骤：将寸草苔移栽至铅污染过的土壤上。

寸草苔(carex duriuscula)为多年生草本植物，广泛分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、宁夏和新疆等省(区)，其根茎发达、分蘖力强、生长讯速、耐旱、耐土壤贫瘠，而且其耐反复收割，申请人研究发现，寸草苔对铅污染土壤具有耐性，因此，在铅污染的土壤上栽种寸草苔，通过反复收割可以移除土壤中的重金属铅，以控制土壤中铅含量在安全水平。

将寸草苔移载后，植株可继续生长，同时地下部长出新根茎，根茎长出土壤后，继续发育而长成新的寸草苔植株，因此，在本发明中，只需栽种一次，寸草苔即可通过地下部不断的长出根茎而繁殖出许多新植株。

本发明的方法不会形成二次污染，高效且成本低。本发明中的土壤可以为农田、城市绿地、草坪土壤等。

在本发明一个优选实施方式中，土壤中铅的浓度小于200mg/kg，进一步优选不高于100mg/kg。移栽后，寸草苔表现较强的铅吸收能力，也有较好的生物量，可以优选为50mg/kg～100mg/kg。在本发明中，铅优选以硝酸铅的形式计。

在本发明一个优选实施方式中，为了便于在重金属污染后的土壤中存活，所述寸草苔为5～6cm长的寸草苔。

在本发明一个优选实施方式中，所述寸草苔的种植方法包括如下步骤：

向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.4～1.0kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，得寸草苔。

其中，寸草苔的种植方法优选包括如下步骤：

在4月初，向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.5～0.6kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，得寸草苔。

其中，杀菌可以使用本领域中常用的杀菌方法，优选使用50％多菌灵800倍溶液喷施土壤。

在本发明一个优选实施方式中，为了保证移栽效果、分蘖空间以及修复效果，所述移栽的株距为3～10cm，优选为5～7cm。

在本发明一个优选实施方式中，还包括如下步骤：向移栽了寸草苔的铅污染土壤上每平方米施用0.045～0.06kg含有钙镁磷的复合肥。

在本发明一个优选实施方式中，上述植物修复铅污染土壤的方法包括如下步骤：

向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.4～1.0kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，待寸草苔长至5～6cm，将其移栽至重金属铅污染过的土壤上，移栽的株距为3～10cm，每平方米施用0.045～0.06kg钙镁磷肥。其中，土壤中铅的浓度低于200mg/kg。

其中，移栽的株距优选为5～7cm。

在本发明中，优选当寸草苔植株长至15cm即可开始收割。由于寸草苔为多年生草本植物，因此地下根部保留，继续反复培养、收割，对收割后的地上部进行灰化处理，回收重金属铅。

本发明创新地使用寸草苔进行铅污染土壤的修复，寸草苔根茎发达、分蘖力强、生长讯速、耐旱、耐土壤贫瘠，而且其耐反复收割，只需栽种一次，寸草苔即可通过地下部不断的长出根茎而繁殖出许多新植株，每年可反复收割多次，将土壤中的重金属有效转移，较之其它植物，使用寸草苔更加节约资源、方便和高效。相比于其它植物，本发明的方法可以更快地将土壤中重金属铅含量控制在安全水平。寸草苔耐重金属铅，可以将土壤中的铅通过根系吸收转移到地上部，可通过收割地上部减少土壤重金属铅的目的，实现土壤中最大限度重金属清除目的，以控制土壤中重金属含量在安全水平。本发明提供的方法无需特殊管理，即可很好生长，栽培成本低，铅转移效率高，尤其是丰富了北方土壤重金属铅污染清除植物新品种。

附图说明

图1为实验例中不同浓度Pb(NO₃)₂污染土壤处理后寸草苔地上部和地下部生物量图；

图2为实验例中不同浓度Pb(NO₃)₂污染土壤处理后寸草苔地上部和地下部铅的含量图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1

本实施例提供了一种植物修复铅污染土壤的方法，包括如下步骤：

1)寸草苔的幼苗培育

寸草苔于4月初种植，亩用种量0.5kg，播种前采用50％多菌灵800倍溶液喷施土壤消毒杀菌，每亩施用30公斤钙镁磷底肥，播种后土壤表层覆盖1cm厚度土壤，控制土壤湿度，促进种子萌发，待寸草苔长至5cm即可移栽至重金属铅污染土壤上。

2)铅污染土壤准备：

基本土壤取自黑龙江省绥化市、无重金属铅污染土壤，土壤105℃烘干8小时，取10kg装入方形塑料培养盆内，尺寸为40cm*40cm，然后喷施Pb(NO₃)₂溶液，人工制作铅污染土壤50mg/kg，做3次重复实验。

3)在上述含有Pb(NO₃)₂污染土壤上，栽种寸草苔幼苗，每平方米施用0.045公斤钙镁磷底肥，栽种株距5cm，当寸草苔植株长至15cm时，收割寸草苔的地上部。

实施例2～3

实施例2和3中步骤与实施例1中均相同，不同在于步骤2中铅污染土壤的浓度分别为100mg/kg、200mg/kg。

实验例

对照例

对照例中步骤与实施例1中均相同，不同在于步骤2中铅污染土壤的浓度为0mg/kg。

寸草苔生物量和铅含量检测

检测方法：当寸草苔长至15cm时，收割地上部叶片，小心挖出根，用自来水冲洗掉培养基质，再用去离子水冲洗3遍，用吸水纸吸干水分，称重并记录数据。将材料放入烘箱中110℃杀青10min，温度调整为80℃继续烘干至恒重，称重并记录数据。取少许根和地上部叶片，用剪刀剪断，分别用研钵研磨，称取0.1g粉末，加入消解液10ml(HNO₃∶HClO₄＝4:1)，静止放置30min，转移到微波消解仪中180℃消解1h，将消解液转移至容量瓶中定容至25ml，采用等离子光谱分析仪ICP-MS测定根和地上部叶片铅含量，每个处理重复3次，取平均值。

生物量检测结果：

实验结果表明，如图1所示，低浓度的50mg/kg Pb(NO₃)₂污染土壤中，与对照材料0mg/kg Pb(NO₃)₂相比(地上部干重为0.19mg，地下部为0.13mg)，寸草苔地上部和地下部生物量达到最高，地上部干重为0.34mg，地下部0.21mg；当土壤中Pb(NO₃)₂浓度达到100mg/kg，时，地上部干重为0.27，地下部为0.16mg，较对照材料高；而土壤中Pb(NO₃)₂含量达到200mg/kg时，地上部干重为0.15mg，地下部干重仅为0.1mg，均比对照材料低，由此可见，寸草苔在50mg/kg和100mg/kg Pb(NO₃)₂污染土壤中，地下部和地上部能保持较高的生物量，因此在50mg/kg和100mg/kg Pb(NO₃)₂污染土壤适合寸草苔正常生长，且能生长的更好，而当土壤中的Pb(NO₃)₂含量达到200mg/kg时，寸草苔生长明显受到抑制，导致地上部和地下部生物量降低。

铅含量检测结果

如图2所示，低浓度的50mg/kg Pb(NO₃)₂污染土壤中，地上部铅含量90.30mg/kg，地下部铅含量为74.56mg/kg；当土壤中的Pb(NO₃)₂含量为100mg/kg时，地上部铅积累量为97.96mg/kg，地下部铅含量为82.63mg/kg；当土壤中的Pb(NO₃)₂含量在200mg/kg时，寸草苔地上部的铅含量为122.29mg/kg，地下部铅铅含量为98.26mg/kg，表现了更强的铅吸收能力。

在不同浓度Pb(NO₃)₂处理的土壤中，寸草苔表现了不一样的生物量积累特征和富集铅能力：寸草苔在低于100mg/kg Pb(NO₃)₂污染土壤中能表现出较高的生物量和较强的铅富集能力，通过不断的收割地上部，可以富集土壤中的铅，经过后续灰化处理可回收铅，从而达到土壤修复的目的。而当土壤中的Pb(NO₃)₂浓度达到200mg/kg，寸草苔即使表现了更强的铅吸收能力，但是生长受到明显抑制，生物量降低。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种植物修复铅污染土壤的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将寸草苔移栽至铅污染过的土壤上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤中铅的浓度低于200mg/kg。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述土壤中铅的浓度不高于100mg/kg。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述移栽的株距为3～10cm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述移栽的株距优选为5～7cm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述寸草苔为5～6cm长的寸草苔。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.4～1.0kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，待寸草苔长至5～6cm，将其移栽至铅污染过的土壤上，移栽的株距为3～10cm；所述土壤中铅的浓度低于200mg/kg。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，还包括，当所述寸草苔植株长至15cm时，即可收割寸草苔的地上部。