CN109940042A - 一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其技术方案要点是其步骤为：(1)优选菊花品种；(2)优选菊花品种的田间试验；(3)样品采集和分析测试；(4)修复效果评估；(5)经济效益评估。本发明复配促进根际吸收重金属元素的调理剂，提高修复效率，实现在快速修复污染土壤的同时增加经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境治理，更具体的说，它涉及一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法。
背景技术
土壤Cd污染是一个全世界关注的严峻问题。植物修复和环境矿物修复目前已经成为比较经济、生态友好及具有美学特性的污染地重金属去除技术，同时具有低成本和环境友好优势。目前，我国土壤Cd污染修复技术主要以环境矿物材料钝化为主，钝化修复主要通过改变土壤中重金属形态来抑制作物吸收土壤中重金属，一旦土壤理化性质等环境改变，重金属形态随之变化，仍有持续污染的风险，钝化修复不能有效减少土壤中的Cd含量且具有效率低、成本高和耗时长等劣势。国外欧洲、日本等发达国家关于重金属污染土壤修复，多选择经济环保的土壤污染植物修复模式。通常选用特定植物品种，在重金属复合污染的土壤中完成正常的生长周期，降低土壤中重金属污染物的含量。其特征在于，筛选具有高累积重金属特征的植物，对重金属污染的待修复土壤进行种植结构调整，构建新的植物群落，通过重金属高累积作物不断吸收土壤中的重金属含量，直至土壤重金属含量降低至安全范围。但现行植物修复也面临诸多缺点：重金属高吸收植物筛选周期较长、修复周期长、不同区域适用效果相差较大，作物经济价值较低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高修复效率，实现在快速修复污染土壤的同时增加经济效益的重金属Cd污染土壤的菊花修复方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其步骤为：
(1)优选菊花品种；
(2)优选菊花品种的田间试验；
(3)样品采集和分析测试；
(4)修复效果评估；
(5)经济效益评估。
本发明进一步设置为：根据步骤(1)，其菊花品种具体优选方式为：
a、选择国内外主要菊花品种，种植于土壤Cd污染地块，在花期旺盛时间系统采集土壤和菊花全株样品；
b、分析测试土壤和菊花全株中重金属含量；
c、计算不同品种菊花对土壤中Cd的富集系数；
d、根据富集系数高低，选择EF水平≥1.5的某菊花品种开展田间试验。
本发明进一步设置为：富集系数计算公式为：富集系数计算公式为EF＝C菊花/C土壤，
其中，C菊花：菊花Cd平均含量，单位mg/kg；C土壤：根系土Cd平均含量，单位mg/kg。
本发明进一步设置为：根据步骤(2)，其田间试验具体方式为：
a、选择某处Cd污染农用地块：土壤Cd超过国家规定的农用地土壤污染风险管制值；
b、地块分隔、设置修复单元；
c、菊花种植：菊花先期在温室大棚育苗30天，苗高10-15cm移栽至修复田块，按每平米4株等距种植，每单元20种植20株菊花；
d、复配和添加调理剂；
e、田间管理：每周固定时间浇水一次，菊花苗移栽15日后，施有机肥1次，每处理单元均施等量有机肥，保证菊花生长需用的养分。
本发明进一步设置为：地块分隔：利用PVC板材对试验田块进行隔离处理，形成若干2m×2m大小的正方形地块；
设置修复单元：每个分隔的地块(4m2)做为一个修复单元；共形成36个处理。
本发明进一步设置为：复配和添加调理剂：基于天然植物酸，复配的根际调理剂；
菊花移栽10-15日后，向每个修复单元地块中投加不同比例调理剂，人工翻耕，使调理剂与土壤充分混合；添加不同比例调理剂的修复单元间均设置空白对照。
本发明进一步设置为：根据步骤(3)，样品采集包括土壤样品采集和菊花样品采集；
土壤样品采集方式为：自试验处理地块分割后，每月采集一次；
菊花样品采集方式为：自菊花移栽修复田块后，每周浇水时进行考苗，统计苗高和基径，菊花花蕾开始生长时增加统计花蕾数，开花5-6朵时采集菊花全株样品，每处理单元均采集4株菊花。
本发明进一步设置为：根据步骤(3)中的分析测试，土壤样品分析测试步骤为：对每次采集的土壤样品，分析重金属Cd含量和形态变化，评价修复材料对土壤中重金属生物有效态含量的影响；
菊花样品分析测试步骤为：样品按花部、径部和根部分类，各个样品采集后先称量鲜重，烘干后称量干重，样品经烘干和加工处理后，用ICP-MS测定重金属Cd含量。
本发明进一步设置为：根据步骤(4)，修复效果评估方式为：通过富集系数评价植物吸收土壤中Cd效率。
本发明进一步设置为：根据步骤(5)，经济效益评估方式为：按照植物吸收Cd总量＝C植物*M菊花产量计算对应修复植物每亩产值。
本发明具有下述优点：针对重金属Cd污染严重的大面积农用地，尤其是水田，通过筛选经济价值较高的菊花品种，替代种植粮食作物，同时复配促进根际吸收重金属元素的调理剂，提高修复效率，实现在快速修复污染土壤的同时增加经济效益；
有效修复重金属污染土壤同时，又创造较好经济价值，对于大面积农业面源成因的Cd污染耕地修复具有借鉴意义；
菊花品种筛选：具有高效率高累积Cd特征，高累积Cd植物品种稀缺，且筛选周期长，本次筛选出的菊花品种具有高累积高吸收率Cd的特征；
植物根际调理剂复配：具有促进菊花吸收Cd效果，同时改善根际土壤环境，基于木醋液竹醋液等天然植物酸，复配的根际调理剂不但促进菊花更多吸收土壤中的Cd，还通过改善土壤根际环境促进菊花生长；
田间阻控：避免污染土壤中Cd向周边土壤迁移，通过pvc板隔断和开沟处理措施，经济有效的阻断了污染的扩散；
田间管理：有效管理田块，提高修复效率，通过定期田间监测，进行科学的田间管理，提高植物修复效率；
经济开发模式：增加经验效益，在修复土壤同时，通过增加经济效益降低修复成本。
附图说明
图1为本发明的修复模式示意图；
图2为本发明的菊花种植数据比例图；
图3为本发明的实施例水田修复菊花实地生长状况图。
具体实施方式
参照图1所示，本实施例的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其步骤为：
(1)优选菊花品种；
(2)优选菊花品种的田间试验；
(3)样品采集和分析测试；
(4)修复效果评估；
(5)经济效益评估。
根据步骤(1)，其菊花品种具体优选方式为：
a、选择国内外主要菊花品种，种植于土壤Cd污染地块，在花期旺盛时间系统采集土壤和菊花全株样品；
b、分析测试土壤和菊花全株中重金属含量；
c、计算不同品种菊花对土壤中Cd的富集系数；
d、根据富集系数高低，选择EF水平≥1.5的某菊花品种开展田间试验。
富集系数计算公式为：富集系数计算公式为EF＝C菊花/C土壤，
其中，C菊花：菊花Cd平均含量，单位mg/kg；C土壤：根系土Cd平均含量，单位mg/kg。
根据步骤(2)，其田间试验具体方式为：
a、选择某处Cd污染农用地块：土壤Cd超过国家规定的农用地土壤污染风险管制值，本实施方案中，选取地块面积1000m2，该地块均匀采集的3个土壤样品分析结果：土壤pH为6.0-6.5范围，为弱酸水平；土壤Cd 2.2mg/kg，超过国家《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB15618-2018)规定的农用地土壤污染风险管制值；
b、地块分隔、设置修复单元；
c、菊花种植：菊花先期在温室大棚育苗30天，苗高10-15cm移栽至修复田块，按每平米4株等距种植，每单元20种植20株菊花；
d、复配和添加调理剂；
e、田间管理：每周固定时间浇水一次，菊花苗移栽15日后，施有机肥1次(优选有机肥重金属含量极低，对试验无影响)，每处理单元均施等量有机肥，保证菊花生长需用的养分。
地块分隔：利用PVC板材(2m×0.5m)对试验田块进行隔离处理(深度0.25m，露出0.2m)，形成若干2m×2m大小的正方形地块；
设置修复单元：每个分隔的地块(4m2)做为一个修复单元；共形成36个处理。
复配和添加调理剂：基于天然植物酸(基于木醋液竹醋液等天然植物酸)，复配的根际调理剂(1、在污染地块土壤酸化较严重时，一般土壤pH＜6.0可以不添加上述方案中调理剂；
2、在污染地块土壤碱化较严重时，一般土壤pH＞7.0可以增大上述方案中调理剂使用量，并且建议与有机肥混合使用，按上述处理单元，调理剂施用量不超过500ml)；
菊花移栽10-15日后，向每个修复单元地块中投加不同比例调理剂，人工翻耕，使调理剂与土壤充分混合；添加不同比例调理剂的修复单元间均设置空白对照。
根据步骤(3)，样品采集包括土壤样品采集和菊花样品采集；
土壤样品采集方式为：自试验处理地块分割后，每月采集一次；
菊花样品采集方式为：自菊花移栽修复田块后，每周浇水时进行考苗，统计苗高和基径，菊花花蕾开始生长时增加统计花蕾数，开花5-6朵时采集菊花全株样品，每处理单元均采集4株菊花。
根据步骤(3)中的分析测试，土壤样品分析测试步骤为：对每次采集的土壤样品，分析重金属Cd含量和形态变化，评价修复材料对土壤中重金属生物有效态含量的影响；
菊花样品分析测试步骤为：样品按花部、径部和根部分类，各个样品采集后先称量鲜重，烘干后称量干重，样品经烘干和加工处理后，用ICP-MS测定重金属Cd含量。
根据步骤(4)，修复效果评估方式为：通过富集系数评价植物吸收土壤中Cd效率，评价方法：采用富集系数是评价植物吸收土壤中Cd效率的重要评价指标，其计算公式为：
BCF＝C菊花/C土壤，其中，C菊花：菊花全株Cd平均含量，单位mg/kg；C土壤：根系土Cd平均含量，单位mg/kg；
如图2和3所示，对本次试验的菊花从土壤中吸收Cd的效率最高达19.91％，总体菊花富集系数平均为9.75，各处理单元符合作为修复植物富集系数标准(通常要求大于2.0)，因此本次试验中菊花具有较好的修复效果。菊花各部位对重金属的吸收效率由大到小依次为菊花株部＞根部＞花部。在同等条件下添加调理剂，随着调理剂剂量增加，植物吸收Cd效率提高，但过高时对植物亦有抑制作用，没处理添加100ml调理剂时效果最佳。
根据步骤(5)，经济效益评估方式为：按照植物吸收Cd总量＝C植物*M菊花产量计算对应修复植物每亩产值。
通过采用上述技术方案，实验地块土壤Cd 2.2mg/kg，超过国家《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB15618-2018)规定的农用地土壤污染风险管制值。经筛选新品种菊花具有较好的重金属Cd吸收效率，经测算单季种植该品种，可从污染土壤提取最少Cd＞5000mg/hm2，其中若添加合适配比的调理剂，可促进植物根际生长，明显提升Cd修复效率，修复效率＞6500mg/hm2。按照菊花较高的市场经济价值，每亩扣除成本可以创造经济价值约10000元，远高于农户种植水稻收益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：其步骤为：
(1)优选菊花品种；
(2)优选菊花品种的田间试验；
(3)样品采集和分析测试；
(4)修复效果评估；
(5)经济效益评估。
2.根据权利要求1所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：根据步骤(1)，其菊花品种具体优选方式为：
a、选择国内外主要菊花品种，种植于土壤Cd污染地块，在花期旺盛时间系统采集土壤和菊花全株样品；
b、分析测试土壤和菊花全株中重金属含量；
c、计算不同品种菊花对土壤中Cd的富集系数；
d、根据富集系数高低，选择FF水平≥1.5的某菊花品种开展田间试验。
3.根据权利要求2所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：富集系数计算公式为：富集系数计算公式为EF＝C菊花/C土壤，
其中，C菊花：菊花Cd平均含量，单位mg/kg；C土壤：根系土Cd平均含量，单位mg/kg。
4.根据权利要求1所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：根据步骤(2)，其田间试验具体方式为：
a、选择某处Cd污染农用地块：土壤Cd超过国家规定的农用地土壤污染风险管制值；
b、地块分隔、设置修复单元；
c、菊花种植：菊花先期在温室大棚育苗30天，苗高10-15cm移栽至修复田块，按每平米4株等距种植，每单元20种植20株菊花；
d、复配和添加调理剂；
e、田间管理：每周固定时间浇水一次，菊花苗移栽15日后，施有机肥1次，每处理单元均施等量有机肥，保证菊花生长需用的养分。
5.根据权利要求4所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：地块分隔：利用PVC板材对试验田块进行隔离处理，形成若干2m×2m大小的正方形地块；
设置修复单元：每个分隔的地块(4m2)做为一个修复单元；共形成36个处理。
6.根据权利要求4所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：复配和添加调理剂：基于天然植物酸，复配的根际调理剂；
菊花移栽10-15日后，向每个修复单元地块中投加不同比例调理剂，人工翻耕，使调理剂与土壤充分混合；添加不同比例调理剂的修复单元间均设置空白对照。
7.根据权利要求1所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：根据步骤(3)，样品采集包括土壤样品采集和菊花样品采集；
土壤样品采集方式为：自试验处理地块分割后，每月采集一次；
菊花样品采集方式为：自菊花移栽修复田块后，每周浇水时进行考苗，统计苗高和基径，菊花花蕾开始生长时增加统计花蕾数，开花5-6朵时采集菊花全株样品，每处理单元均采集4株菊花。
8.根据权利要求5所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：根据步骤(3)中的分析测试，土壤样品分析测试步骤为：对每次采集的土壤样品，分析重金属Cd含量和形态变化，评价修复材料对土壤中重金属生物有效态含量的影响；
菊花样品分析测试步骤为：样品按花部、径部和根部分类，各个样品采集后先称量鲜重，烘干后称量干重，样品经烘干和加工处理后，用ICP-MS测定重金属Cd含量。
9.根据权利要求1所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：根据步骤(4)，修复效果评估方式为：通过富集系数评价植物吸收土壤中Cd效率。
10.根据权利要求1所述的一种重金属Cd污染土壤的菊花修复方法，其特征在于：根据步骤(5)，经济效益评估方式为：按照植物吸收Cd总量＝C植物*M菊花产量计算对应修复植物每亩产值。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104698130A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-06-10 | 上海交通大学 | 菊花镉耐性的评价鉴定方法 |
| CN108093911A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 四川农业大学 | 一种增强硫华菊对果园镉污染土壤修复能力的方法 |
| CN108405587A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-08-17 | 卢新哲 | 一种重金属污染土壤的经济作物修复方法 |
| CN109127695A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-04 | 卢新哲 | 一种重金属Cd污染土壤的植物修复方法 |
| CN109174937A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-11 | 上海邻肯园林科技有限公司 | 一种重金属污染土壤修复方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104698130A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-06-10 | 上海交通大学 | 菊花镉耐性的评价鉴定方法 |
| CN108093911A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 四川农业大学 | 一种增强硫华菊对果园镉污染土壤修复能力的方法 |
| CN108405587A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-08-17 | 卢新哲 | 一种重金属污染土壤的经济作物修复方法 |
| CN109127695A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-04 | 卢新哲 | 一种重金属Cd污染土壤的植物修复方法 |
| CN109174937A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-11 | 上海邻肯园林科技有限公司 | 一种重金属污染土壤修复方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 施旭丽等: "17个菊花品种幼苗的耐镉性评价", 《植物资源与环境学报》 * |
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