CN109967522A - 一种去除土壤中重金属镉和锌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种去除土壤中重金属镉和锌的方法，该方法包括在受到重金属镉和锌污染的土壤上种植东南景天；在东南景天生长期内向土壤内添加柠檬酸；在东南景天一个生长周期后，将东南景天整体从土壤中移走；对东南景天进行无害化处理或者回收金属。采用了本发明的技术方案，不仅能够有效提高了植物对受重金属镉和锌污染土壤的修复效率，并且不会对环境造成二次污染。

Description

一种去除土壤中重金属镉和锌的方法

技术领域

本发明涉及受污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种去除土壤中重金属镉和锌的方法。

背景技术

目前受重金属污染的场地会造成土壤的理化及生物特性变异，对赖以生存的植物、动物等产生刺激和生理毒性。对生物数量及物种产生一定的选择及诱导作用。在改变土壤环境生态系统的同时，土壤中积累的重金属会通过食物链富集最终对人类的健康产生危害，还会对长期直接暴露于污染场地的居民产生较大的致痛风险，严重地威胁居民的身体健康。因此，研究场地重金属污染土壤修复就显得尤其必要。

镉和锌属于常见的重金属，锌是构成人体蛋白质所必需的元素，但是人体内过量的锌可引起顽固性贫血，影响胆固醇代谢，导致动脉硬化、高血压等严重的问题。镉是毒性最强的重金属之一，对人体组织和器官的毒害最主要的是损伤肾脏，同时还会造成骨质疏松、萎缩、变形等病症，镉在土壤中迁移性很强，最易于被植物吸收，从而造成植物生长受抑制乃至死亡。

现阶段，主要的土壤重金属污染修复方法有通过物理修复、化学修复、生物修复和联合修复法等方法来降低土壤中重金属浓度，从而减轻土壤重金属对人群和生物群落的危害。与传统的方法相比，植物修复技术集生态和治理于一体，以其环境友好、易被接受和价格低廉等优点而成为研究热点。

但是受污染土壤中重金属活性一般较低，且超富集植物大多生物量小，导致植物的修复效率低，修复时间长。为了进一步提高植物对重金属的修复效率，螯合诱导技术被广泛的提出和研究，其主要原因是螯合剂能够增加土壤重金属的可溶性，促进植物对重金属的积累。目前常用和研究的人工螯合剂能有效地提高植物对土壤重金属的修复效率，但大部分人工螯合剂降解能力低，能长期存留在土壤中，存在潜在的生态风险，而具有可降解性的螯合剂由于其价格昂贵难以被应用，并且高浓度的螯合剂会使植物发生胁迫作用，阻碍植物的正常生长。因此，现阶段植物修复的发展方向主要为寻找一种有效的强化措施，既能提高植物修复效率，又能减少修复过程中采用的强化措施给环境带来的危害。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种去除土壤中重金属镉和锌的方法，能够有效提高了植物对受重金属镉和锌污染土壤的修复效率，并且不会对环境造成二次污染。

本发明实施例的一方面提供一种去除土壤中重金属镉和锌的方法，包括以下步骤：

在受到重金属镉和锌污染的土壤上种植东南景天；

在东南景天生长期内向土壤内添加柠檬酸；

在东南景天一个生长周期后，将东南景天整体从土壤中移走；

对东南景天进行无害化处理或者回收金属。

进一步地，还包括以下步骤：

检测土壤中重金属镉和锌的浓度；

如果土壤没有达到预设的环境安全标准，再种植下一批东南景天。

进一步地，种植东南景天采用插扦的方式，每个坑种植2到4株东南景天。

进一步地，每个坑添加7.5mmol到50mmol柠檬酸。

所述在东南景天生长期内向土壤内添加柠檬酸进一步包括：

将柠檬酸溶于水中，制成溶液；

将柠檬酸溶液喷施在东南景天根系周围。

进一步地，柠檬酸溶液的浓度为每升7.5mmol到每升50mmol。

进一步地，东南景天生长期间，定期对其浇水，保持土壤含水量为田间持水量的60％到80％。

进一步地，还包括以下步骤：

根据土壤的肥力施用有机肥，用于促进东南景天的生长。

采用了本发明的技术方案，由于选用可降解的柠檬酸，将重金属从土壤颗粒上解吸下来，从而有效提高了植物东南景天对受重金属镉和锌污染土壤的修复效率，并且不会对环境造成二次污染，具有成本低、可操作性强、安全等特点，具有很好的社会效益、经济效益和环境效益。。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明的实施例中去除土壤中重金属镉和锌的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置及相关应用、方法的例子。

东南景天(Sedum alfredii Hance)为多年生草本植物，茎、叶肉质状，根状茎横走，叶互生，下部叶常脱落。与一般植物不同，东南景天是一种新的锌、镉超积累植物，同时对铅有很强的富集能力，对土壤中高含量的镉、锌、铅有很强的忍耐、吸收和积累能力。在土壤锌、镉、铅含量较低的情况下，东南景天体内也能富集大量的锌、镉、铅，因此它可以修复重度污染和轻度污染的土壤。

图1是本发明的实施例中去除土壤中重金属镉和锌的流程图。如图1所示，该去除土壤中重金属镉和锌的流程包括以下步骤：

步骤101、在受到重金属镉和锌污染的土壤上种植东南景天。

种植东南景天采用插扦的方式，每个坑种植2到4株东南景天。

步骤102、在东南景天生长期内向每个坑的土壤内添加7.5毫摩尔(mmol)到50mmol柠檬酸。

添加柠檬酸的过程中，首先将柠檬酸溶于水中，制成浓度为每升7.5mmol到每升50mmol的柠檬酸溶液，再将柠檬酸溶液喷施在东南景天根系周围。

步骤103、东南景天生长期间，定期对其浇水，保持土壤含水量为田间持水量的60％到80％，同时根据土壤的肥力施用有机肥，用于促进东南景天的生长。

步骤104、在东南景天一个生长周期后，将东南景天整体从土壤中移走，对东南景天进行无害化处理或者回收金属。

步骤105、检测土壤中重金属镉和锌的浓度，如果土壤没有达到预设的环境安全标准，再种植下一批东南景天，重复以上步骤，直到土壤中重金属镉的浓度达到环境安全标准要求。

采用了上述实施例，由于选用可降解的螯合剂柠檬酸，采用螯合诱导技术，有效提高了植物东南景天对受镉和锌污染土壤的修复效率，不会和人工合成的螯合剂一样对环境造成二次污染，具有成本低、可操作性强、安全等特点，相比传统的修复技术，本发明实施例采用植物对重金属镉和锌污染土壤进行修复，具有投资少、维护成本低、工程量小、可操作性强等特点，具有很好的社会效益、经济效益和环境效益。

下面举例说明该实施例的技术效果。

试验所用土壤取自某重金属污染区域的耕地表层(0到20厘米)土壤，土壤主要污染物重金属镉(Cd)、锌(Zn)含量分别为1.3毫克/千克(mg/Kg)和406.8mg/Kg。

本实施例共设4个实验组，分别为：空白组，1.5毫摩尔/千克(mmol/Kg)柠檬酸，3mmol/Kg柠檬酸，7.5mmol/Kg柠檬酸。每个实验组重复3次，共12盆植物。东南景天采用插扦方法繁殖，待根部长出比较旺盛的根系后移栽盆栽内，以一坑三株的方式种植，即每盆3株集中种植在一起，种植期间定期浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的60％-80％。待植物生长至第30天、60天、80天时，添加柠檬酸到土壤中，添加方式为将柠檬酸溶于500毫升水中形成溶液，然后喷施在东南景天根系周围，待东南景天继续生长至3到4个月后，将植物按地上部分和地下部分分别采样，分析植物的生物量和重金属的积累量等，实验结果如下：

施加柠檬酸后，东南景天生物量、地上部分重金属含量、提取量都得到了提升，效果最好的为3mmol/Kg柠檬酸添加组，其生物量为5.02克/盆，地上部分重金属镉含量为8.65mg/Kg，地上部分重金属锌含量为1982.33mg/Kg，镉和锌的提取量分别为空白组的1.85倍，2.02倍。可以看出，施加柠檬酸对东南景天提取土壤重金属具有明显的促进作用。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在受到重金属镉和锌污染的土壤上种植东南景天；

在东南景天生长期内向土壤内添加柠檬酸；

在东南景天一个生长周期后，将东南景天整体从土壤中移走；

对东南景天进行无害化处理或者回收金属。

2.根据权利要求1所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

检测土壤中重金属镉和锌的浓度；

如果土壤没有达到预设的环境安全标准，再种植下一批东南景天。

3.根据权利要求1所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，种植东南景天采用插扦的方式，每个坑种植2到4株东南景天。

4.根据权利要求3所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，每个坑添加7.5mmol到50mmol柠檬酸。

5.根据权利要求1所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，所述在东南景天生长期内向土壤内添加柠檬酸进一步包括：

将柠檬酸溶于水中，制成溶液；

将柠檬酸溶液喷施在东南景天根系周围。

6.根据权利要求5所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，柠檬酸溶液的浓度为每升7.5mmol到每升50mmol。

7.根据权利要求1或者2所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，东南景天生长期间，定期对其浇水，保持土壤含水量为田间持水量的60％到80％。

8.根据权利要求7所述的去除土壤中重金属镉和锌的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据土壤的肥力施用有机肥，用于促进东南景天的生长。