一种提高铀污染土壤修复效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污染土壤再生，具体涉及强化植物修复污染土壤的方法。
【背景技术】
[0002]核工业和核能利用的发展，使铀的使用量迅速增加，铀的开采和冶炼产生大量尾矿和废料，对土壤带来严重污染。我们对湖南衡阳铀尾矿土壤数百个样品测定表明，多数样品铀含量在25?75mg.kg-1,大大超过我国土壤(O?20cm)背景值3.03mg*kg-l (中国环境监测总站.中国土壤元素背景值.北京:中国环境科学出版社，1990, 87-90, 93-248，260-324)。土壤铀因生物富集作用在人体中积累，人体肾中铀含量超3mg.kg — I，就会产生损害(Sheppard S.C., Sheppard Μ.1., Gallerand Μ.0., SanipelliB., 2005.Derivat1n of ecotoxicity thresholds for uranium.J.Environ.Rad1activ.79，55 - 83)。治理铀污染环境对实现可持续发展和保护人类健康十分重要。
[0003]铀污染的治理受到国内外的广泛关注，在成本效益的比较下，利用植物修复铀污染土壤受到人们的极大重视。植物修复因成本低、适应于大面积被污染介质的修复而受到人们的重视。植物修复技术就是利用植物根系吸收水分和养分的过程，吸收、转移污染环境(如土壤和水)中的重金属或核素，达到清除污染物质、修复介质目的的一种环境治理技术。根据修复机理和过程，植物修复技术可分为植物提取、植物固定、根际过滤和植物挥发四种类型。铀污染土壤的植物修复主要是利用植物的提取作用(地上器官富集)和固定作用(根系富集)等来减少土壤中的铀含量。
[0004]目前铀污染土壤植物修复研宄有以下特点:一是研宄不同植物对铀尾矿渣的耐受性(向阳，等.3种植物对铀尾渣的耐受性研宄.矿业工程研宄，2009, 24(3):70-73)。二是研宄铀尾矿区植物的铀含量，评价筛选超富集植物(聂小琴，等.某铀尾矿库土壤核素污染与优势植物累积特征.环境科学研宄，2010，23，(6):719-725 ;黄德娟，等.某铀矿九种优势草本植物铀的测定.环境科学与技术，2011，34 (3):29-31) ?三是筛选植物研宄时，人工铀污染土壤的处理在植物生长期间进行(唐丽，等.修复铀污染土壤超积累植物的筛选及积累特征研宄.核技术，2009，32，(2): 136-141 ;徐俊，等.三种植物对铀耐性及土壤中铀吸收积累差异的研宄.化学研宄与应用，2009，21 (3):322-326 ;万芹芳，等.植物对土壤中铀的吸收与富集.植物学报，2011，46 (4):425 - 436).这种方法不符合大多数铀污染土壤(铀尾矿砂等)的实际情况，且溶液中铀离子直接影响植物或被植物吸收，这与实际铀污染土壤中铀离子多被土壤固体吸附不同。有研宄表明，土壤孔隙溶液中铀的浓度对植物的影响和吸收作用相当于10倍浓度干土中的铀(SheppardS.C., et al, 2005.Derivat1n of ecotoxicity thresholds for uranium.J.Environ.Rad1activ.79，55 - 83)。因此，用在植物生长期间浇施铀溶液的方法来评价植物对土壤铀的吸收富集能力是不准确的。四是用营养液水培方式测定陆生植物的U含量，据此评价植物的修复能力(Dushenkov S D, et al.Removal of U from water using terrestrialplants.Environ.Sc1.&Tech., 1997, 37:3468 ~ 3474 ；Straczek A,et al.Differences inU root—to—shoot translocat1n between plant species explained by U distribut1nin roots.Journal of Environmental Rad1activity 2010.，101:258 - 266.) 0 营养液水培环境不同于土壤环境，陆生植物在水中和土壤中有不同的根系生长特点和元素吸收特点，用水培的方式评价陆生植物的修复能力是不准确的。
[0005]Viehweger 等(2010)研宄表明，拟南芥属的一种植物(Arabidopsis halleri)在水培介质中U的TF (植物铀含量/介质铀含量)值比在废弃铀矿土壤中高10倍以上(Viehweger K, Geipel G.Uranium accumulat1n and tolerance in Arabidopsis halleriunder native versus hydroponic condit1ns[J].Environmental and ExperimentalBotany, 2010, 69:39 - 46.)
[0006]国内外学者对铀污染土壤的植物修复进行了不少技术研宄。(I)修复植物筛选。在国外，向日葵被认为是良好的富集植物(ShahandehH，et al.Enhancement of UraniumPhytoaccumulat1n From Contamimated Soils.Science, 2002, 167 (4):269-280.) o 冯涛等(2008)用美洲商陆修复铀尾矿渣污染土壤(专利公告号:CN101249501 (2008.08.27))。向言词等(2009)利用盐肤木、山黄麻、密蒙花、黄香草木犀和雾水葛(Pouzolziaz eylanica)五种植物搭配种植阻控铀尾矿渣重金属污染物移迀(专利公告号:CN101491810(2009.07.29))，用田皂角、五节芒和白茅修复改良铀尾矿渣污染土壤(专利公告号:CN101502843(2009.08.12))。丁德馨等(2010)利用博落回修复铀尾矿砂(专利公告号:CN101642768(2010.02.10))。(2)强化植物修复能力。强化植物修复能力就是采取各种措施，促进植物对重金属或铀的吸收和转移，提高植物含量。有研宄表明，施用EDTA螯合剂可以促进植物对铯的吸收和富集(李凤玉等，EDTA螯合诱导商陆、胭脂草修复锰污染环境的研宄.福建师范大学学报(自然科学版)，2011，27 (2):114-119);施用鸡粪肥、海藻月巴、柠檬酸对植物铀含量有不同的影响(万芹芳，等.植物对土壤中铀的吸收与富集.植物学报，2011，46(4):425 - 436)。但微量元素对强化植物修复铀污染土壤有何作用，目前未见报道。
[0007]微量元素是平均含量在植物干重0.1 %以下、植物生长发育必需的一类元素，包括锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍等元素。这些微量元素对植物其他必需元素有抑制吸收、促进吸收等作用(鲁如坤等.农业化学手册.科学出版社，1982)，研宄它们对植物吸收铀这种非必需元素有何影响，探索利用某些微量元素强化植物修复铀污染土壤的方法，应是植物修复研宄研宄的一个重要课题。
[0008]因此，针对目前植物修复研宄的不足，采取饱和持水量法(唐永金，罗学刚.植物吸收和富集核素的研宄方法.核农学报，2011，25(6):224-231)人工铀污染土壤，保证试验土壤得到均匀污染；经铀处理的土壤在阴凉处放置8周以上(Massas I, et al.134Csuptake by four plant species and Cs - K relat1ns in the soil - plant system asaffected by Ca (OH) 2app Ii cat 1n to an acid soil.Journal of Environmental Rad1activity, 2010, 101:250 - 257.)，经土壤吸附固定，模拟铀污染土壤。在不同浓度铀污染土壤下，分别施用不同浓度的锰、钼、硼、锌、铜微量元素，并与不施用比较，对筛选出的微量元素及其浓度对植物生物产量和铀含量的研宄，再经配套技术研宄，发明一种利用硼元素强化植物修复铀污染土壤的方法。
【发明内容】
[0009]本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，通过施用硼元素，提供一种提高铀污染土壤修复效率的方法。
[0010]本发明的内容是:一种提高铀污染土壤修复效率的方法，其特征在于，它是利用硼能显著提高铀富集植物吸收铀的能力的特点，在铀污染土壤(25?TSmgU^kg-1 土)中施用硼元素(50mg ?kg—1 土)后再种植铀富集能力强的植物，当株物长到高50?60cm时或开花前，将植株连根拔起从