CN110201997A - 一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,属于土壤修复技术领域。本发明将鬼针草种子均匀播撒在芘和/或镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%~75%;待鬼针草生长至15~20天进行间苗;鬼针草继续培养40~50天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;鬼针草继续生长15~20天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复。本发明利用聚天冬氨酸促进鬼针草生长,提高鬼针草植株对芘和镍的耐性,并提高对芘与镍的吸收,从而提高污染土壤的植物修复效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,属于土壤修复技术领域。
背景技术
当有机物和重金属同时存在于在土壤中,由于两者性质结构有所差异极可能会发生相互作用,其形成的复合污染,比单一污染危害更大。因此土壤芘、镍复合污染的治理是我国急需解决的问题。由于植物修复技术具有低廉的治理成本、利于土壤生态系统的保持、二次污染可控制等优点,使其成为土壤污染治理的研究热点。现有技术中聚天冬氨酸修复重金属污染土壤一般采用聚天冬氨酸溶液淋洗土壤或采用聚天冬氨酸强化电动修复污染土壤,并没有与植物修复相结合的。
发明内容
针对芘与镍复合污染土壤修复技术上存在的技术问题,提供了一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,即利用聚天冬氨酸促进鬼针草生长,并提高鬼针草植株对芘和镍的耐性,提高对芘与镍的吸收,提高污染土壤的植物修复效率。
一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘和/或镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%~75%;
(2)待鬼针草生长至15~20天进行间苗;
(3)鬼针草继续培养40~50天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;
(4)鬼针草再继续生长15~20天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复。
所述步骤(1)鬼针草种子的播种密度为每公顷8~10kg。
所述步骤(1)温室中培养的温度为22~26℃,湿度为60~80%,光照强度为0~100klux。
所述步骤(2)中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵。
所述步骤(3)聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为1~2g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为30~35kg/公顷。
所述步骤(3)分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分3~5次添加,添加间隔为3~5天。
本发明的有益效果:
(1)本发明利用聚天冬氨酸促进鬼针草生长,并提高鬼针草植株对芘和镍的耐性,提高对芘与镍的吸收,提高污染土壤的植物修复效率;
(2)本发明聚天冬氨酸促进鬼针草植物生物量(鲜重)增加51.8%以上;
(3)对于芘与镍污染物的吸收方面,本发明利用聚天冬氨酸强化鬼针草修复污染土壤的效果:添加聚天冬氨酸后鬼针草植物中镍的富集浓度增加26.1%以上;对于土壤中芘的去除,鬼针草种植后去除率比土壤微生物自然降解提高了18.8%,添加聚天冬氨酸后,芘的去除率达到了98.1%;对于植物修复后土壤的性质,单一种植鬼针草的土壤微生物活性比原始土壤提高了59.2%,添加聚天冬氨酸强化鬼针草的处理组的土壤微生物活性比原始土壤提高了83.9%;单一种植鬼针草的土壤中可溶性有机质比原始土壤增加了171.4%,添加聚天冬氨酸强化鬼针草的处理组的土壤中可溶性有机质比原始土壤增加了242.8%;
(4)本发明方法适合需要原位修复的污染土壤,并且添加的强化剂对土壤没有二次污染,有利于土壤的二次利用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于所述内容。
对比例1:鬼针草修复芘污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%;其中芘污染土壤中芘的含量为350mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷8kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至15天进行间苗,其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养55天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
提取土壤中的芘,由高效液相色谱测得本对比例修复土壤中芘的含量为14.7mg/kg,芘的降解率为95.8%;土壤微生物活性相对原污染土壤提高了59.2%,土壤中可溶性有机质相对原污染土壤增加了171.4%。
实施例1:一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%;其中芘污染土壤中芘的含量为350mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷8kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至15天进行间苗;其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养40天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;其中聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为1g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为30kg/公顷;分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分3次添加,添加间隔为5天;
(4)鬼针草再继续生长15天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
提取土壤中的芘,由高效液相色谱测得本实施例修复土壤中芘的含量为6.65mg/kg,芘的降解率为98.1%,鬼针草植物生物量(鲜重)相对于对比例1增加了51.8%,土壤微生物活性相对对比例1的修复土壤提高了15.5%,土壤中可溶性有机质相对对比例1的修复土壤增加了26.5%。
对比例2:鬼针草修复镍污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在镍污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%;其中镍污染土壤中镍的含量为450mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷8kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至15天进行间苗,其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养55天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
土壤经硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法消解后,由ICP测得本对比例修复后土壤中镍的含量为337.99mg/kg,鬼针草中镍的富集浓度为73.5mg/kg;土壤微生物活性相对原污染土壤提高了59.2%,土壤中可溶性有机质相对原污染土壤增加了171.4%。
实施例2:一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复镍污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在镍污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%;其中镍污染土壤中镍的含量为450mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷8kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至15天进行间苗;其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养40天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;其中聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为1g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为30kg/公顷;分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分3次添加,添加间隔为5天;
(4)鬼针草再继续生长15天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
土壤经硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法消解后,由ICP测得本实施例修复后土壤中镍的含量为337.99mg/kg,鬼针草中镍的富集浓度为91.9mg/kg,鬼针草中镍的富集浓度相对于对比例2提高了25.0%;鬼针草植物生物量(鲜重)相对于对比例2增加了51.8%,土壤微生物活性相对对比例2提高了15.5%,土壤中可溶性有机质相对对比例2增加了26.5%。
对比例3:鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘与镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%;其中芘与镍复合污染土壤中芘的含量为350mg/kg,镍的含量为450mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷8kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至15天进行间苗,其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养55天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
提取土壤中的芘,由高效液相色谱测得本对比例修复土壤中芘的含量为14.9mg/kg,芘的降解率为95.7%;土壤经硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法消解后,由ICP测得修复后土壤中镍的含量为337.99mg/kg,鬼针草中镍浓度为72.0mg/kg;土壤微生物活性相对原污染土壤提高了59.0%,土壤中可溶性有机质相对原污染土壤增加了170.5%。
实施例3:一种鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘与镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%;其中芘与镍复合污染土壤中芘的含量为350mg/kg,镍的含量为450mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷8kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至15天进行间苗;其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养40天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;其中聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为1g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为30kg/公顷;分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分3次添加,添加间隔为5天;
(4)鬼针草再继续生长15天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
提取土壤中的芘,由高效液相色谱测得本实施例修复土壤中芘的含量为5.25mg/kg,芘的降解率为98.5%;土壤经硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法消解后,由ICP测得修复后土壤中镍的含量为337.99mg/kg,鬼针草中镍富集浓度为92.5mg/kg,鬼针草中镍的富集浓度提高了28.47%;鬼针草植物生物量(鲜重)相对于对比例3增加了52.6%,土壤微生物活性相对对比例3提高了16.2%,土壤中可溶性有机质相对对比例3增加了27.9%。
实施例4:一种鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘与镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的70%;其中芘与镍复合污染土壤中芘的含量为350mg/kg,镍的含量为450mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷9kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至18天进行间苗;其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养45天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;其中聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为1.5g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为9kg/公顷;分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分4次添加,添加间隔为4天;
(4)鬼针草再继续生长18天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
提取土壤中的芘,由高效液相色谱测得本实施例修复土壤中芘的含量为5.95mg/kg,芘的降解率为98.3%;土壤经硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法消解后,由ICP测得修复后土壤中镍的含量为337.99mg/kg,鬼针草中镍富集浓度为92.6mg/kg,土壤微生物活性相对原污染土壤提高了83.9%,土壤中可溶性有机质相对原污染土壤增加了242.8%。
实施例5:一种鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘与镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的75%;其中芘与镍复合污染土壤中芘的含量为350mg/kg,镍的含量为450mg/kg,鬼针草种子的播种密度为每公顷10kg,温室中培养的温度为22~26℃,湿度为75%,光照强度为0~100klux;
(2)待鬼针草生长至20天进行间苗;其中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵;
(3)鬼针草继续培养50天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;其中聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为2g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为35kg/公顷;分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分5次添加,添加间隔为3天;
(4)鬼针草再继续生长20天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复;
提取土壤中的芘,由高效液相色谱测得本实施例修复土壤中芘的含量为4.90mg/kg,芘的降解率为98.6%;土壤经硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法消解后,由ICP测得修复后土壤中镍的含量为337.99mg/kg,鬼针草中镍富集浓度为93.1mg/kg,土壤微生物活性相对原污染土壤提高了84.5%,土壤中可溶性有机质相对原污染土壤增加了245.2%。
Claims (6)
1.一种聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)将鬼针草种子均匀播撒在芘和/或镍复合污染土壤中,置于温室中培养至发芽,然后再转移至阳光下培养,浇水至田间持水量的65%~75%;
(2)待鬼针草生长至15~20天进行间苗;
(3)鬼针草继续培养40~50天,在土壤中分次添加聚天冬氨酸溶液;
(4)鬼针草再继续生长15~20天,将鬼针草从土壤中去除即完成污染土壤的修复。
2.根据权利要求1所述聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,其特征在于:步骤(1)鬼针草种子的播种密度为每公顷8~10kg。
3.根据权利要求1或2所述聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,其特征在于:步骤(1)温室中培养的温度为22~26℃,湿度为60~80%,光照强度为0~100klux。
4.根据权利要求1所述聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,其特征在于:步骤(2)中间苗后鬼针草植株的生长密度为每平方米12~16棵。
5.根据权利要求1所述聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,其特征在于:步骤(3)聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的浓度为1~2g/kg,聚天冬氨酸溶液的总添加量为30~35kg/公顷。
6.根据权利要求5所述聚天冬氨酸强化鬼针草修复芘与镍复合污染土壤的方法,其特征在于:分次添加聚天冬氨酸溶液的具体方法为分3~5次添加,添加间隔为3~5天。
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