高新修复铅污染土壤或水体的技术

专利名称:高新修复铅污染土壤或水体的技术
技术领域
本发明涉及铅污染治理技术领域,具体涉及一种修复铅污染土壤或水体的方法。
背景技术
随着经济的快速发展,人类工农业生产活动的增加,土壤重金属污染问题已日趋 严重。据估测,目前中国受污染的耕地面积近2000万公顷,约占耕地总面积的1/5(韦 朝阳,陈同斌.重金属超富集植物与植物修复技术研究进展.生态学报2001,21(7) 1196-1203.)。由于土壤铅污染的普遍性和严重性,一些学者将铅列为我国土壤污染的最重 要和典型的重金属污染物。污水灌溉、污泥施用、含重金属粉尘大气沉降、含重金属农用化 学品的使用、农田周边采矿和冶炼活动以及历史上长期使用含铅汽油等是造成我国农田土 壤遭受重金属污染的主要原因。土壤的铅污染日益严重导致许多地方的粮食、蔬菜和水果中铅超标严重。广州市 蔬菜地土壤重金属中,铅污染最为普遍(魏秀国,何江华,陈俊坚,杜应琼,杨秀琴.广州市 蔬菜地土壤重金属污染状况调查及评价.土壤与环境2002,11 (3) :252-254.)。江苏省粮食 中铅含量超标率为21.4%,局部地区超标率达66% (赵其国,周炳中,杨浩.江苏省环境质 量与农业安全问题的研究.土壤2002,34(1) :1-8.)。沈阳市近郊受重金属污染农田上生 产的大白菜铅的超标率达到100% (周焱.加强肥料规范化管理控制蔬菜重金属污染.环 境污染与防治 2003,25 (5) =281-285. )0铅与其它污染物相比,在环境中的滞留时间较长。进入土壤中的铅,易于有机质结 合,极不易溶解,易在表土积累,几乎在较长的时间内可被作物吸收,通过食物链进入人体。 儿童对铅的抵御能力比成年人差,因此成为铅污染的高危人群。据调查,中国儿童血铅超过 国家标准者达三成,大城市超标率达60%以上,且市区普遍高于郊区(肖锦华.中国城市土 壤重金属污染研究进展及治理对策.环境科学与管理.2009,34 (4) =25-28.);上海市城区 工业区儿童血铅超标率达85%以上(http://www. iibaby.net/iibaby61/uuu7.htm);沈阳 50%以上儿童为铅污染的高危人群(王春梅,欧阳华,王金达,刘景双,张学林,王艳.沈阳 市环境铅污染对儿童健康的影响.环境科学2003,24 (5) :17-22.)。土壤重金属污染的修复方法主要有化学固化法、土壤淋洗法、电动修复法和植物 修复技术。与前三种方法相比,植物修复技术具有投资和维护成本低、操作简便、不造成二 次污染、具有潜在或显在的经济效益等特色,同时还具有物理、化学修复方法所无法比拟的 费用低廉、不破坏场地结构、美化环境、易为社会大众所接受等优点,发展前途十分广阔。目前,植物修复主要是指植物萃取,研究最多的是应用超富集植物的萃取修复作 用。超富集植物主要是指那些对重金属具有极强吸收和富集能力且其本身不会受其毒害的 植物。但目前已发现的超富集植物普遍存在生物量小,环境适应性差等问题。而发现的铅 超富集植物数量极少,国内外尚未出现投入生产应用的实际案例。

发明内容
本发明的目的在于根据现有的铅污染治理的植物修复中存在的超富集植物存在 生物量小,环境适应性差等问题,提供一种环境适应性强、不破坏环境土壤结构的修复铅污 染土壤或水体的方法。本发明目的通过以下技术方案予以实现蓼子草,湿生,是一种既能生长在浅水,又能生长在泥滩或土壤的两栖型植物。其 可以直接种植于受铅污染土壤或浅水区域,进行土壤或水体的修复;在深水区域,可以用浮 床固定蓼子草,使植株基部或下部浸于水中,而上部挺出水面,进行水体的修复。本发明通过在受铅污染的土壤或水体中种植蓼子草,由蓼子草根系及匍匐茎大量 吸收并活化污染土壤或水体中的铅,并将铅转移至蓼子草的地上部,待地上部形成一定的 生物量,定期收割地面或水体上部和部分匍匐茎,保留根系及部分匍匐茎以利于蓼子草再 生,通过连续地转移土壤或水体中的铅到蓼子草地上部以及连续收获蓼子草地上部,从而 实现去除污染土壤或水体中污染物铅的目的。本发明方法的具体步骤如下(1)采集蓼子草(Polygonum criopolitanum Hance) ; (2)取蓼子草种植于土壤或水体中;(3)定期收割地面或水体上部的蓼子草以及部 分匍匐茎;(4)持续种植、收割蓼子草,直至土壤或水体中的铅含量达到安全标准;(5)将收 割的蓼子草进行无害化处理。作为一种优选方案,本发明方法步骤(1)中所述蓼子草为自然条件下生长的蓼子草。 若暂时无法进行扦插移植,可将野外采收获得的蓼子草暂时置于水中或Hoagland营养液中。作为一种优选方案,本发明方法步骤(2)中所述蓼子草枝条在扦插前用30ppm ABT生根粉2号浸泡1 3h,或者浸泡在水或Hoagland营养液中2 4天,待其生长出明 显的根系再进行扦插,以提高扦插的成活率。扦插间距可为15cmX 15cm,根据实际情况进行 调整。作为一种优选方案,本发明方法步骤(2)中,当修复的是铅污染水体的浅水区域 时,将截取的蓼子草枝条扦插于水体浅水区域;当修复的是铅污染水体的深水区域时,在水 体深水区域设置浮床,并在浮床上打孔,将蓼子草枝条插入孔中。其中,所述浮床优选为聚 氯乙烯泡沫板。作为一种优选方案,本发明方法步骤(3)中所述定期收割地面或水体上部的蓼子 草以及部分匍匐茎时,每10cmX 10cm范围内保留部分匍匐茎,保证每lOcmX 10cm范围内有 1个生长点,以使蓼子草能继续生长。作为一种优选方案,本发明方法步骤(4)中,所述收割是春季每月收割1次,其余 季节每2 3个月收割1次。作为一种优选方案,本发明方法步骤(5)中所述无害化处理是将蓼子草植株进行 焚烧,或者翻埋于重金属矿区尾矿坝中,以作为尾矿堆填区植被恢复所需绿肥。当修复的是铅污染土壤时,为了提高蓼子草的生长速度,从而提高对铅污染土壤 或水体中铅的提取率,可以在种植蓼子草之前,在土壤中施入基肥,并在生长过程中进行追 肥。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果本发明修复方法利用了蓼子草是一种铅富集植物,其生长迅速,环境适应性强,具有易繁殖、生物量较大、耐淹、耐铅污染等特点,将蓼子草种植在受铅污染的土壤或水体中, 其地上部分收割后可以再生长,无需重新播种种植,简化了土壤或水体的修复过程,并能永 久性地解决土壤铅污染问题。本发明修复方法费用低廉、可操作性强、不破坏环境土壤结 构、不引起二次污染。
具体实施例方式以下结合实施例来进一步解释本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。实施例1本试验在广东省韶关市进行,土壤铅含量为2718mg kg—1。在该铅污染土壤上种植 蓼子草,同时种植一种十字花科芸薹属植物作为对照植物(该科属的植物被认为对重金属 有较强的富集能力),种植时间为2008年。试验结果表明,在该试验区土壤中,蓼子草采收 部分平均铅含量为956mg kg—1,接近于铅超富集植物的临界含量标准(lOOOmg kg—1)。而十 字花科芸薹属植物的地上部平均铅含量仅为60mg kg—1,是蓼子草铅富集量的十六分之一。 可见,蓼子草对铅具有极强的富集能力。实施例2本试验在广东省广州市进行,为盆栽试验。对照土壤铅含量为46mg kg_S低于国家 食用农产品产地环境质量标准(HJ 332-2006)的Pb含量最大限值(Pb ^ 50mg. kg—1)。试验 土壤设3个铅处理浓度,低铅处理的土壤Pb含量为488mg kg—1,低于土壤环境质量标准(GB 15618-1995)中三级土壤的Pb含量最大限值(Pb彡500mg. kg-1)。中铅处理的土壤Pb含 量为998mg. kg—1,是三级土壤标准的2倍。高铅处理的Pb含量是3103mg kg—1,接近工业污 染区或矿区Pb污染土壤。种植时间为2009年。剪取5cm左右蓼子草的枝条,扦插入直径 25cm,高12cm的花盆中,每盆5株。两周后定苗,每盆保留3株。按照生长需要定时浇水, 生长60天后取样。试验结果表明,对照情况下,蓼子草平均生物量为55g pot—1,而低、中、高铅处理下 的平均生物量分别为55、62和56g pot—1,分别是对照的100%、113%和102%。可见,蓼子 草对铅具有极强的耐性。高铅处理下,第一次收获的蓼子草叶片和匍匐茎的铅含量分别为39mg Kg—1和 617mg Kg—1,第二次收获的分别为92mg kg—1和1555mg kg—1。可见蓼子草主要将铅蓄积在匍 匐茎中。持续生长下,蓼子草对Pb的积累量显著增加,其对Pb的富集能力未受到影响。可 见,种植蓼子草后,连续采收其地上部和部分匍匐茎,能不断降低土壤中的铅含量,直至土 壤中的铅含量降低到符合国家标准。
权利要求
一种修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于是使用蓼子草来修复的,其特征在于所述方法包括如下步骤(1)采集蓼子草;(2)取蓼子草种植于土壤或水体中;(3)定期收割地面或水体上部的蓼子草以及部分匍匐茎;(4)持续种植、收割蓼子草,直至土壤或水体中的铅含量达到安全标准;(5)将收割的蓼子草进行无害化处理。
2.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(1)中所述蓼 子草为自然条件下生长的蓼子草。
3.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(2)中所述蓼 子草枝条在扦插前用30ppm ABT生根粉2号浸泡1 3h,待其生长出明显的根系再进行扦 插。
4.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(2)中所述蓼 子草枝条浸泡于水或Hoagland营养液中2 4天,待其生长出明显的根系再进行扦插。
5.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(2)中,当修复 的是铅污染水体的浅水区域时,将截取的蓼子草枝条扦插于水体浅水区域;当修复的是铅 污染水体的深水区域时,在水体深水区域设置浮床,并在浮床上打孔,将蓼子草枝条插入孔 中。
6.根据权利要求5所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于所述浮床为聚氯乙 烯泡沫板。
7.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(3)中所述定 期收割地面或水体上部的蓼子草以及部分匍匐茎时,每IOcmX IOcm范围内保留部分匍匐茎。
8.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(4)中,所述收 割是春季每月收割1次,其余季节每2 3个月收割1次。
9.根据权利要求1所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特征在于步骤(5)中所述无 害化处理是将蓼子草植株进行焚烧,或者翻埋于重金属矿区尾矿坝中。
10.根据权利要求1 9中任意一条权利要求所述修复铅污染土壤或水体的方法,其特 征在于当修复的是铅污染土壤时,在种植蓼子草前,在土壤中施入基肥,在生长过程中进行 追肥。
全文摘要
本发明公开了一种修复铅污染土壤或水体的方法。本发明方法包括如下步骤(1)采集蓼子草;(2)取廖子草种植于土壤或水体中;(3)定期收割地面或水体上部的蓼子草以及部分匍匐茎;(4)持续种植、收割蓼子草,直至土壤或水体中的铅含量达到安全标准;(5)将收割的蓼子草进行无害化处理。本发明方法将蓼子草种植在受铅污染的土壤或水体中,可进行持续提取,简化了土壤或水体的修复过程,并能永久性地解决土壤的铅污染问题。本发明方法费用低廉,可操作性强,不破坏环境土壤结构,不会引起二次污染。
文档编号C02F3/32GK101850359SQ20101020477
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者周轶慧, 曾小龙, 杨中艺, 袁剑刚, 陆剑, 陈梦如, 高桂娟 申请人:中山大学

给TA买糖
共{{data.count}}人
人已赞赏
专利技术

高新造纸废水吸附处理剂技术

2021-6-24 17:26:47

专利技术

高新有机-无机物共聚絮凝剂及其制备技术

2021-6-24 17:29:17

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索