专利名称：一种复垦重金属污染土壤的方法
技术领域：
本发明涉及重金属污染土壤的修复及应用技术，具体涉及一种利用纤维作物红麻 {Hibiscus cannabinus)复垦多种重金属污染土壤的方法。
背景技术：
矿山开采、选矿和冶炼等活动引起的土壤重金属污染已成为一个日趋严重的环境问题。国土资源部的资料显示2010年全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染；环保部的数据也显示全国每年受重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过 200亿元。大范围的重金属污染给农业生产、环境安全和人类健康造成了不可忽视的影响。由于无法短期内清除大面积的土壤重金属污染，同时由于我国人多地少的结构性矛盾，因此如何合理地利用受重金属污染的土地，进而减少水土流失，防止重金属的进一步扩散等已经成为政府、学术界和企业界关注的问题。目前，在重金属污染土地的利用方面，仍然存在以下问题(1)在利用重金属污染土地进行农业生产方面，现阶段关注较多的是可食用农作物的品种筛选，但这具有较大的食品安全风险，特别是在高污染的土壤中种植可食用农作物；( 在污染土壤复垦及防止污染扩散方面，目前常用的方法是种植重金属耐性植物，如狗芽根(C ifecij^o/ )、双穗雀稗 (.Paspalum distichum L.)等，这些植物虽然可以适应各种恶劣土壤条件，但景观效果不佳，且缺乏经济价值。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种在重金属污染土壤中复垦，同时兼具经济价值的方法。一种复垦重金属污染土壤的方法，包括在重金属污染土壤中种植红麻。针对重金属污染土壤的高浓度重金属残留、大量营养元素匮乏、土壤质地差等特点，本发明在前期大量筛选工作基础上，得到红麻这种优异的植物复垦材料其耐旱、耐贫瘠，可以在PH彡4的铅、锌、铜、镉、砷等多金属污染土壤上生长，且对重金属的吸收量少。本发明所使用植物材料购自中国麻类研究所，具体方法为直接在重金属污染土壤中播种红麻，按照一般的红麻种植方法进行管理，150天-180天后收获即可。可适当使用化肥或者有机肥，以提高产量。本发明所用的纤维作物红麻的分类学特征如下
红麻(Jlibiscus cannabinus), 一年生草本，茎直立，高3 5米，粗1. 5 2. 0厘米，呈绿、紫、红或浅红色。叶分掌状裂叶型和阔卵叶型。花淡黄或乳白色，花柱5裂，柱头紫或红色。蒴果，种子呈肾形。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
(1)本发明所使用的纤维作物红麻具有生长速度快，生物量大，根系发达等特征，且具有较强的重金属耐性，适合在重金属污染土壤中种植，可有效防止重金属污染的扩散及水土流失；
(2)本发明所使用的纤维作物红麻具有耐旱、耐贫瘠的特点，对水肥要求低；
(3)本发明所使用的纤维作物红麻具有重金属吸收量少的特点，在重金属污染土壤中种植不会影响其茎秆的品质；
(4)本发明所使用的纤维作物红麻，其茎皮可用于制造纸张、纤维板等，具有较高的经济价值；
(5)本发明所使用的纤维作物红麻是非可食用农作物，相对于可食用农作物，能有效降低重金属进入人体的风险；
(6)本发明所使用的纤维作物红麻高3-5米，为开花结果的绿色植物，具有良好的景观效果；
(7)本发明所使用的纤维作物红麻经多年种植，可逐渐降低土壤中重金属的含量。
具体实施例方式
实施例1 重金属污染土壤复垦经济作物的筛选
根据大宝山矿区周边污染农田的自然条件，选取以籽实为食用部分的豌豆、黄瓜、花生；以叶子为食用部分的蕹菜、芥菜；纤维作物红麻等三大类经济作物作为试验材料。在污染土壤重金属总量约为铅 1500mg/kg，锌 470mg/kg，铜 660mg/kg，镉 9. 7mg/kg, pH 在 2_3 之间的土壤上种植，适当施加土壤改良剂(如石灰石、白云石、粉煤灰等)调节PH。选择食用部分的重金属含量为考核指标。结果发现蕹菜、芥菜的叶子铅、锌、铜、镉的含量大幅度超过国家食品中污染物限量标准；而豌豆豆荚、黄瓜果皮、某些处理的花生种子中铅的含量也超标。而选用红麻这种非食用的经济作物作为重金属污染土壤的复垦植物，能有效降低人体健康风险。实施例2 广东省大宝山矿区周边污染农田复垦
在大宝山矿区周边高污染农耕废弃地种植红麻1亩。该地区污染土壤重金属总量约为铅 1500mg/kg,锌 470mg/kg,铜 660mg/kg,镉 9. 7mg/kg, pH 在 2-3 之间，污染程度较高， 一般农作物无法生长。适当施加土壤改良剂(如石灰石、白云石、粉煤灰等)将PH调到6以上。再在土壤上种植的红麻，并按照一般农田土壤中的红麻种植方法进行管理，其产量在 20t/ha以上，达到正常农田土壤产量水平，红麻皮的重金属总量为铅<6mg/kg，锌<140mg/ kg,铜 <12mg/kg,镉 <1. 5mg/kg。实施例3 云南省个旧矿区周边污染农田复垦
在云南个旧大屯镇重金属污染农田种植红麻2公顷。该地区污染土壤重金属含量约为铅 3000mg/kg，锌 1500mg/kg，铜 400mg/kg，砷 800mg/kg。土壤 pH 在 6-7 之间。在污染土壤中直接播种红麻，并按照一般农田土壤中的红麻种植方法进行管理。红麻产量在25t/ ha以上，达到正常农田土壤产量水平。
权利要求
1.一种复垦重金属污染土壤的方法，其特征是在重金属污染土壤中种植红麻。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重金属污染土壤是指铅、锌、铜、镉、 砷污染土壤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述种植红麻的时间为150-180天，即可收-M-犾。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述种植红麻时使用化肥或有机肥。
全文摘要
本发明公开了一种复垦重金属污染土壤的方法。其是在重金属污染土壤中种植红麻。本方法主要利用纤维作物红麻耐重金属、耐贫瘠、生物量大、根系发达等特点，在多金属污染土壤上种植红麻以达到复垦、水土保持、固定重金属等目的，兼具经济价值和景观价值。因此适合于在重金属污染农田及矿山周边废弃地进行推广。
文档编号B09C1/00GK102380506SQ20111028676
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者仇荣亮, 卢欢亮, 战树顺, 杨煜曦, 王诗忠, 邓腾灏博, 黄穗虹 申请人:中山大学