CN1281346C - 铅污染土壤的植物修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铅污染土壤的植物修复方法。该方法通过在被铅污染区域种植铅富集植物东南景天,通过东南景天根系吸收土壤中大量的铅,并向上运输及转运到地上部,当植株生长到30-40cm或3-4个月后收割地上部并将其移走,则可从土壤中带走大量的铅,从而达到快速治理铅污染土壤的目的。该方法投资少,工程量小,不破坏土壤理化性质,无二次污染,且可以保持水土,美化环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅污染土壤的植物修复方法。
背景技术
铅已成为环境中最普遍的重金属污染物之一。人类的许多活动,例如:采矿、冶炼、焚烧、使用含铅汽油、颜料以及化肥和杀虫剂等等,都是铅污染的主要来源。我国生产和使用铅的有关企业,空气中铅尘和铅烟超标13-1417倍,大气中含铅尘粒可以直接降落到地面,或以含铅废渣堆集在地面,或因含铅污水,污泥作肥料使用,都可使土壤遭受铅的污染。一些工业城市郊区农田土壤铅含量高于背景值100多倍,生产的稻米铅含量高于非污染区数十倍。人体摄入过量的铅,会引起中枢神经系统损伤,出现疲惫、头痛、痉挛、精神障碍等。过量铅可损伤骨髓造血系统,引起贫血,同时作用于心血管系统时引起动脉硬化、心肌损伤。被铅污染的环境特别是土壤给植物,动物以及人类的健康带来了相当大的威胁。
目前,较为成熟的且用于土壤重金属污染修复的物理化学技术有:客土技术、淋洗技术、热处理技术、电解技术、固化技术、玻璃化技术。这些物理化学修复技术,各有其优点,但都存在工程量大,费用昂贵,难以展开大规模污染土壤的改良,同时容易造成二次污染以及导致土壤结构破坏,土壤活性下降和土壤肥力退化等生态问题。植物修复技术是一种运用植物来清除土壤污染物的新方法。与传统修复技术相比,植物修复技术具有费用低廉,不破坏环境,易为人们所接受等优点,越来越引起土壤-植物-环境界的重视。
发明内容
本发明目的是提供一种投资少,无二次污染,治理铅污染土壤的植物原位修复方法。
为实现上述目的,本发明通过在被铅污染土壤上直接种植东南景天,由东南景天根系大量吸收铅并向上运输和转运到地上部,收割地上部并将其转移到其它地方集中进行无害化处理,则可带走土壤环境中的大量铅,从而达到从污染土壤中快速清除铅污染物的目的。
本发明提供的铅污染土壤的植物原位修复方法,步骤如下:
以传统农耕法将东南景天种植到铅污染土壤中,施用氮磷钾肥和有机肥,促进东南景天根系的生长;在生长3-4个月或生长到30-40cm高度之后首次收割地上部,以后每生长3个月收割一次,收割时地上部留茎2-3cm高,并将收割的地上部转移到其他地方集中进行无害化处理。
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。试验表明东南景天与一般植物不同,它是一种铅富积植物,对土壤中高含量的铅有很强的忍耐、吸收和积累能力。水培条件下,东南景天能够在320mgPb/L水平下正常生长,铅含量平均为518mg/kg,最高可达到1182mg/kg。田间条件下,地上部干重可达3219kg/ha,铅含量为177mg/kg。在土壤铅含量较低的情况下,东南景天体内也能富集大量的铅,因此它可以修复重度污染和轻度污染的土壤。通过种植东南景天大量吸收铅,从而实现铅污染土壤的快速治理。
东南景天可以生长在pH值5-8的土壤环境里,适应性广,在我国大部分地区都可以用来修复重金属污染土壤。在实施过程中,还可以结合农艺措施,如使用有机肥,改良土壤理化性质,促进动东南景天根系生长,提高生物量,加速东南景天对铅的吸收和向地上部的转运,提高修复效率。
东南景天为多年生草本植物,第一年移栽后生长比较缓慢,首次收割在生长3-4个月之后,以后每生长3个月收割一次或东南景天生长到30-40cm高度收割一次,收割时地上部留茎2-3cm高。因此在利用东南景天修复铅污染土壤时,要注意收割的时间和每次茎留高度,以免影响修复和治理的效果。
东南景天无性繁殖(以株芽为主)的速率很快,在较短的生长期内即可形成良好的地面覆盖,其盖度几乎可达100%。另一方面,东南景天还具有适于刈割的特点,当其它环境条件较为适宜时,一年内可刈割收获该植物地上部3~4茬。同时东南景天地上部高达40厘米,适合规模化、机械化操作。
收割的东南景天应转移到其它地方集中处理或进行资源化加工处理。并可以回收其中的铅,避免产生二次污染,同时可直接产生经济效益。
本发明通过种植东南景天修复铅污染土壤,利用东南景天对铅的吸收和向地上部的转运,通过收割地上部生物量,达到从土壤环境中带走铅污染物的目的。该方法与传统的污染土壤治理方法相比,投资少,工程量小,管理技术要求不高,不破坏土壤理化性质,无二次污染,而且可以保持水土,美化环境。是一种应用范围广、投资少、维护成本低、操作简单的“绿色修复技术”。本发明解决了铅污染土壤的修复和治理问题,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益,在铅污染土壤修复中具有广阔的应用前景。
附图说明
具体实施方式
实施例1
在不同铅污染水平的土壤中移栽东南景天,施用氮磷钾肥,生长期间按传统的农作物管理方法进行管理,移栽后4个月收获地上部分。经测定,在200mg/kg污染水平下,东南景天的干物产量为926kg/ha,地上部铅含量为210mg/kg,从土壤中带走的铅为194g/ha;在400mg/kg污染水平下,东南景天的干物产量为1148kg/ha,地上部铅含量为180mg/kg,从土壤中带走的铅为207g/ha;在800mg/kg污染水平下,东南景天的干物产量为981kg/ha,地上部铅含量为186mg/kg,从土壤中带走的铅为182g/ha;在1600mg/kg污染水平下,东南景天的干物产量为878kg/ha,地上部铅含量为230mg/kg,从土壤中带走的铅为202g/ha。可以看出,东南景天在不同污染水平下对土壤铅的清除能力没有显著差异,可以应用于不同程度铅污染土壤的修复。
实施例2
在含铅1469mg/kg的铅污染土壤中移栽东南景天,第一次移栽后4个月收获地上部分,收获后进行补苗,3个月后进行第二次收获,每次收获后施用氮磷钾肥和有机肥,生长期间按传统的农作物管理方法进行管理。经测定,第一次收获后,东南景天的干物产量为1277kg/ha,地上部铅含量为177mg/kg,从土壤中带走的铅为0.23kg/ha。第二次收获后,东南景天的产量为3219kg/ha,地上部铅含量为139mg/kg,从土壤中带走铅为0.48kg/ha。两次收获后土壤铅含量由1469mg/kg变化为1403mg/kg,相当于土壤中的总铅减少4.49%,以后每生长3个月收割一次或东南景天生长到30-40cm高度收割一次,土壤中的铅含量不断减少,从而达到从土壤环境中清除铅污染物的目的,最终实现铅污染土壤的修复。试验表明施用氮磷钾肥和有机肥,可明显促进了东南景天的生长,提高了生物量,促进了根系对铅的吸收和向地上部的转运,提高修复效率。
实施例3
在含铅6011mg/kg,不同pH值的铅污染土壤中移栽东南景天,施用氮磷钾肥,生长期间按传统的农作物管理方法进行管理,移栽后4个月收获地上部分。经测定,在5.0水平下,东南景天的干物产量为1680kg/ha,地上部铅含量为162mg/kg,从土壤中带走的铅为272g/ha;在pH值5.5水平下,东南景天的干物产量为1530kg/ha,地上部铅含量为146mg/kg,从土壤中带走的铅为223g/ha;在pH值6.3水平下,东南景天的干物产量为1635kg/ha,地上部铅含量为121mg/kg,从土壤中带走的铅为198g/ha。种植东南景天后,三种不同pH值的土壤的有效态(DTPA提取态)铅含量分别由564mg/kg、555mg/kg、616mg/kg变为655mg/kg、649mg/kg、509mg/kg(见图1)。可以看出,在酸性条件下,种植东南景天后土壤有效态铅含量升高,随着土壤pH的升高,有效态铅含量降低。东南景天在不同pH水平下对土壤铅的清除能力不同,酸性条件下清除能力较高,在碱性条件下,可以通过施用酸性物质,如酸性有机肥来调节,通过降低土壤pH来增加铅的有效性,提高修复效率。
Claims (1)
1、铅污染土壤的植物修复方法,其特征是:以传统农耕法将东南景天种植到铅污染土壤中,施用氮磷钾肥和有机肥,促进东南景天根系的生长;在生长3-4个月或生长到30-40cm高度之后首次收割地上部,以后每生长3个月收割一次,收割时地上部留茎2-3cm高,并将收割的地上部转移到其他地方集中进行无害化处理。
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