CN1701655A - 一种提高螯合诱导修复效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高螯合诱导修复效率的方法，属于一种增加诱导性植物修复过程中植物地上部提取重金属的效率，减少螯合剂施用量的技术，专用于植物在土壤重金属污染修复领域。首先将螯合剂(或螯合剂盐类)溶液加热，然后直接浇灌于植物周围。使用本发明的效果在于通过热螯合剂处理伤害植物根系，破坏植物根系的正常结构，同时使土壤中水溶性重金属－螯合剂复合物大量地进入植物根系，并被转运到植株地上部，提高植物提取重金属的效率。

Description

一种提高螯合诱导修复效率的方法
(一)技术领域：本发明涉及一种提高螯合诱导修复效率的方法，属于一种增加诱导性植物修复过程中植物地上部提取重金属的效率，减少螯合剂施用量的技术，专用于植物在土壤重金属污染修复领域。
(二)技术背景：植物修复(Phytoremediation)技术是上世纪80年代末期随着研究植物耐重金属机理而发展起来的一种新的土壤修复工艺。重金属污染的植物修复技术包括植物提取、植物固化、植物挥发和植物过滤等类型。对于大多数的有毒重金属来说，可采取的主要技术是植物提取。植物提取技术可以分为两种对策：依赖于超量积累植物的称之为持续的植物提取和依赖于利用螯合剂来促进普通植物吸收土壤重金属的称之为化学诱导的植物提取。诱导性修复提取技术(Chelate-induced phytoextraction)就是向土壤中施加螯合剂来活化土壤中的重金属，提高重金属的生物有效性，促进植物吸收重金属从而修复土壤的技术。目前螯合诱导修复技术已经成为植物修复发展的一个新方向，并取得了很大进展。乙二胺四乙酸(EDTA)是目前研究最多的用于诱导植物修复铅等污染土壤的螯合剂，其化学性质稳定，不易降解，但价格比较高。如何提高螯合诱导修复效率，减少成本，是螯合诱导修复技术中需要解决的问题之一。
(三)发明内容
技术问题  本发明的目的在于提供一种提高螯合诱导修复效率的方法，完善目前的螯合诱导修复技术，增加诱导性植物修复过程中植物地上部提取重金属的效率，减少螯合剂施用量的技术。
技术方案  一种增加诱导性植物修复过程中植物地上部提取重金属的效率，减少螯合剂施用量的技术，其特征在于，
在加入螯合剂前将螯合剂溶液加热到40-100℃，然后直接浇灌于植物周围。具体技术方案为：将植物种子播于或将植物幼苗移栽在需要修复的土壤上，待植物生长至目标生物量时，将金属螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)、乙二胺二乙酸(EDDHA)或氨基三乙酸(NTA)和这些螯合剂的钠、钾盐溶液加热到40-100℃，溶液浓度为1-1000mmol/L，一次或多次浇灌于植物根系周围，3-15天以后收获植物。每次的螯合剂或盐类的施用量为0.1-10mmol/kg土壤或20-3000mmol/m2。
有益效果
本发明一种在诱导性修复技术中可以使用的新方法。可用于重金属污染土壤的诱导性修复。
该方法操作简便，效果明显。
试验结果表明：
(1)在高铅污染土壤上(Pb含量为1890mg/kg土)种植玉米和豌豆，在幼苗期用热EDTA(95℃，浓度为1mmol/kg土)浇灌，7天后收获植株地上部，可以明显提高植株提取土壤铅的效率，与冷EDTA(25℃)处理相比，玉米、豌豆提取Pb的效率可以提高7.5倍和11.8倍。
(2)在高铜污染土壤上(Cu、Zn含量分别为923、218mg/kg土)种植玉米和豌豆，在幼苗期用热EDTA(95℃，浓度为1mmol/kg土)浇灌，7天后收获植株地上部，可以明显提高植株提取土壤铜的效率。与冷EDTA(25℃)处理相比，玉米、豌豆提取Cu的效率可以提高5.7倍和8.7倍。说明用热EDTA处理可以提高植株地上部分提取土壤重金属的效率，可以减少螯合剂施用成本。
(四)附图说明
图1.豌豆和玉米幼苗地上部在高铅污染土壤上的提取的铜、铅、锌和镉总量(ug/株)(图例：pea代表豌豆；corn代表玉米；d代表天)
图2.豌豆和玉米幼苗地上部在高铜污染土壤上提取的铜和锌总量(ug/株)(图例：pea代表豌豆；corn代表玉米；d代表天)
(五)具体实施方式
实施例1.在32个盆钵中(直径16.0cm，高12.5cm)分别装入1700克高铅污染土壤(Pb、Cu、Zn、Cd含量分别为1890、203、279、2.62mg/kg土)，直接将玉米和豌豆种子播入盆钵中，土壤含水量保持在饱和含水量的60％。在播种后20天浇灌冷水(25℃)，热水(95℃)，冷EDTA(25℃)和热EDTA(95℃)处理，处理后7天收获植株地上部分，测定干重及重金属含量。结果表明，与冷EDTA(25℃)处理相比，玉米、豌豆提取Pb的效率可以提高7.5倍和11.8倍，图1。
实施例2.在32个盆钵中(直径16.0cm，高12.5cm)分别装入1700克高铜污染土壤(Cu、Zn含量分别为923、218mg/kg土)，直接将玉米和豌豆种子播入盆钵中，土壤含水量保持在饱和含水量的60％。在播种后20天浇灌冷水(25℃)，热水(95℃)，冷EDTA(25℃)和热EDTA(95℃)处理，处理后7天收获植株地上部分，测定干重及重金属含量。结果表明，与冷EDTA(25℃)处理相比，玉米、豌豆提取Cu的效率可以提高5.7倍和8.7倍，图2。
实施例3.在40个塑料杯中(直径7.0cm，高11cm)分别装入266克高铅污染土壤(Pb、Cu、Zn、Cd含量分别为1890、203、279、2.62mg/kg土)，直接将绿豆种子播入盆钵中，土壤含水量保持在饱和含水量的70％。在播种后30天后加入不同螯合剂：乙二胺二琥珀酸(EDDS)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)、乙二胺二乙酸(EDDHA)和氨基三乙酸(NTA)溶液50毫升，使加入螯合剂的浓度为2mmol/kg土。螯合剂处理后立即将塑料杯浸没于80℃热水浴中3小时(同时设25℃水浴对照处理)。处理后7天从植株的茎节处剪取地上部分，清洗、烘干后测定重金属含量。结果表明，与不进行热处理相比，螯合剂提取Pb、Cu、Zn、Cd的效率可以提高5倍以上。

Claims (5)

1.一种提高螯合诱导修复效率的方法，其特征在于，
将植物种子播于或将植物幼苗移栽在需要修复的土壤上，待植物生长至目标生物量时，将金属螯合剂或其盐类配制成浓度为1-1000mmol/L的溶液，加热到40-100℃，一次或多次浇灌于植物根系周围，3-15天以后收获植物。
2.根据权利要求1所述的一种提高螯合诱导修复效率的方法，其特征在于，每次的螯合剂或盐类的施用量为0.1-10mmol/kg土壤或20-3000mmol/m2。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高螯合诱导修复效率的方法，其特征在于，所用金属螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸、二乙基三胺五乙酸、乙二醇双四乙酸、乙二胺二乙酸或氨基三乙酸。
4、根据权利要求1或2所述的一种提高螯合诱导修复效率的方法，其特征在于，螯合剂盐类溶液指的是螯合剂钠、钾盐溶液。
5、根据权利要求3所述的一种提高螯合诱导修复效率的方法，其特征在于，螯合剂盐类溶液指的是螯合剂钠、钾盐溶液。
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