专利名称：一种修复矿山重金属铅污染的方法
技术领域：
本发明属于涉及环境中重金属污染的修复技术领域，特别是修复矿山重金属铅污染领域。。
背景技术：
铅锌矿产资源开发将井下矿石搬运到地表，并通过选矿和冶炼，改变了矿物的化学组成和物理状态，从而使重金属开始向生态环境释放和迁移，矿产资源的开发利用所造成的土壤重金属污染由地球化学链、食物链进入生物体，给矿山及其周边地区居民的食品安全、生态安全甚至社会和谐带来严重隐患， 因此对矿区污染土壤的生态恢复就显得十分重要。
四川省汉源县有着丰富的铅锌矿资源，近年来，铅锌矿的开采、运输、冶炼、尾矿堆积等活动对矿区周围土壤产生严重的铅锌污染，影响其植被的恢复，特别是尾矿库及渣场植物恢复困难，修复汉源铅锌矿区污染土并恢复植被具有重要意义。对土壤污染的各种修复治理技术中，植物修复具有可在污染现场进行、成本相对低廉、可改善土质等优点，但也存在着土壤中重金属植物有效态浓度低和超富集植物生物量较小等不足，限制了植物修复的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、可操作性强、环境友好且有效的修复矿山重金属铅污染的方法。本发明目的通过下述技术方案来实现
一种修复矿山重金属铅污染的方法，将尼泊尔酸模与黑麦草混种、尼泊尔酸模与白三叶混种、黑麦草与白三叶草混种，或尼泊尔酸模、黑麦草和白三叶混种于矿山铅污染的土中。作为优选，种植时以20g/m2的密度将植物种子撒入土壤中，后盖一层薄土，以不暴露种子为准。尼泊尔酸模为寥科植物，多年生草本，根粗壮，茎直立，高50-60厘米。分布在甘肃、陕西、湖北、四川、云南、贵州和西藏；緬甸，亚洲南部也有。生于山谷湿地。全草入药，能解毒清热，治便结；
黑麦草为禾本科植物，多年生，株高30-90cm，花期5月_7月，各地普遍引种的优良牧草，生于草甸草场，适合各地栽植，该植物为铅、锌的富集作用较强；
白三叶草学名白车轴草(又名白三叶、白花三叶草、白三草、车轴草、荷兰翅摇)，豆科植物，短期多年生草本；茎匍匐，无毛，茎长30-60cm，花期5月，果期8_9月，原产于欧洲和北非，现全世界均有栽培，中国江苏有栽培；东北、河北、华东及西南都有栽培。本申请发明人经过研究发现，上述三种植物具有一定的铅污染修复作用。同时为了提高土壤中重金属植物有效态浓度和超富集植物生物量，发明人特别采用混种方式。发明人研究发现，混种使植物生物量等增加的原因在于植物根系和地上部形态结构的互补作用能提高作物对土壤养分、水和光等资源的有效利用。用不同植物混种达到提高植物的重金属吸收效果，可为植物修复技术修复污染土壤提供一条新思路。本发明的有益效果精选三种矿山铅污染修复有效植物，并通过混种提高其土壤中重金属植物有效态浓度和超富集植物生物量，实现有效地修复矿山重金属铅污染，同时混种的方式，可增加矿区植被生物多样性，改善生态功能，发挥长期的有益效果。操作方法成本低、可操作性强、环境友好。
图I是不同混种方式下3种植物铅、锌转运系数对照 图中横坐标表示不同处理，纵坐标表示转运系数，其中横坐标中的CK为未种植植物土壤，AB为尼泊尔酸模与黑麦草混种，AC为尼泊尔酸模与白三叶混种，BC为黑麦草与白三叶 混种，ABC为尼泊尔算木、黑麦草和白三叶混种。
具体实施例方式下列非限制性实施例用于说明本发明。实施例I :
试验采用盆栽模拟试验，土壤取自汉源唐家铅锌矿尾矿库污染的土，混种的植物或同种植物沿盆的对角线分别种在盆的两侧，随机摆放在温室中，植物以尼泊尔酸模单种、黑麦草单种和白三叶单种分别做为对照，尼泊尔酸模与黑麦草混种、尼泊尔酸模与白三叶混种、黑麦草与白三叶草及尼泊尔酸模混种、黑麦草和白三叶混种，共四种混种方式为处理。尼泊尔酸模采用野外收集种子，浸泡后撒播；黑麦草和白三叶播种前先用水浸泡6h后浙干水，散播。尼泊尔酸模单种每盆播种18颗，两种植物混种时每盆播种9颗，三种植物混种每盆播种6颗；黑麦草和白三叶单种分别每盆播种30颗，两种植物混种时分别每盆播种15颗，三种植物混种分别每盆播种10颗。在人工气候箱内培养。培养条件为光照20000LX，光照时数12h/d，昼间温为26°C，夜间温为22°C，相对湿度为50% 70%，水分管理每天等量进行，保持基质处于原持水状态，至各项试验指标测定结束为止。在种植80天后进行取样测定植物地上部分和根部铅含量，此时尼泊尔酸模为壮苗期，黑麦草和白三叶均为旺盛期。测定结果分别见表I。其中，重金属(铅和锌)有效态含量的的测定，以DTPA提取液(DTPA+CaC12 2H20+TEA)浸提，并经震荡、过滤后，采用原子吸收分光光度计(AA6300)测定。具体操作方法参照中国科学院南京土壤研究所《土壤理化分析》及鲍士旦(2000)《土壤农化分析》(第三版)。空白样品、土壤标准样品(GBW-08303)以及铅和锌标准液均购自国家标准物质研究中心。各元素的加标回收率在93% 98%之间，符合元素质量分数分析质量控制要求。生物转运系数=地上部分的重金属含量/地下部分的重金属含量。由表I可以看出，不同混种方式下3种供试植物地上部重金属铅含量的分布范围为 94. 977—330. 419mg/kg。
其中混种较单种显著提高了尼泊尔酸模地上部分铅吸收量(P < O. 05)，并同黑麦草混种后地上部分铅吸收量最高,为330. 419mg/kg,较单种提高69%，其次是3种植物混种，而同白三叶混种后地上部分铅吸收量有所下降；
混种较单种降低了黑麦草地上部分的铅吸收量，各混种方式间差异显著(P < O. 05)，尤其是在3种植物混种下地上部分铅吸收量为94. 977mg/kg，较单种下降53% ；
混种后白三叶地上部分铅吸收量差异显著(P < O. 05)，3种植物混种下其地上部分铅吸收量最高，为273. 973 mg/kg,较单种提高了 128%，而同尼泊尔酸模混种地上部分铅吸收量最低，为100. 686mg/kg，较单种下降16%。不同混种方式下3种植物根部中重金属铅含量的分布范围为578. 206一1574.117mg/kg。其中，尼泊尔酸模同白三叶混种后根部分铅吸收量最高，为1224. 768mg/kg，较单种提高39%，其次是同黑麦草和白三叶3种植物混种，而同黑麦草混种后根部分铅吸收量最 低，为578. 206mg/kg，较单种下降34% ；
混种较单种提高了黑麦草根部分的铅吸收量，各混种方式间差异不显著(P < O. 05)，在3种植物混种下根部分铅吸收量最高为1574. 117mg/kg，较单种提高31% ；
混种同样提高了白三叶根部分铅吸收量，在同尼泊尔酸模和黑麦草3种植物混种下其根部分铅吸收量最高，为1070.489 mg/kg，较单种提高了 25%，其次是同尼泊尔酸模混种。表I不同混种方式下3种植物地上部分和根部的铅含量
Akiffl_铅 ^6^5 )_
_ L _ 地上部分根部
单种__195,434__882.741
尼泊尔酸糢与黑差萆混种—330-419 _ 578,206
与白三叶混种__166.044__1224.768
__与黑表草、白三叶混种__201—131__1210377
单种__203.346__1206—203
黑差萆与尼泊尔酸模混种__156.710__1556,164
与白三叶混种__138.972__1522.676
__与尼泊尔酸模、白Ξ叶混种 94J77__1574.117
单种__120.211__854150
白三叶与尼泊尔酸模 昆种100.6861029.440
与黑妄萆混种__199.253__870.766
__与尼泊尔酸模、黑妄萆混种 273.m__1070.489
由图I可见，富集植物对特定重金属都具有较强的转运能力，其通过植物根际对土壤中的重金属进行吸附，并将吸附的重金属有效地转运至植物地上部。相对于单种，尼泊尔酸模在同黑麦草混种后显著提高了尼泊尔酸模的铅转运系数，而另外两种混种方式均降低了尼泊尔酸模的铅转运系数；混种降低了黑麦草的铅转运系数，并在3种植物混种下转运系数最小；同尼泊尔酸模混种降低了白三叶铅转运系数，而另外两种混种方式均提高了白三叶的铅转运系数，并在3种植物混种下达到最大值。
由试验结果可知，3种供试植物对铅锌矿污染土壤具有一定的修复潜力。富集植物尼泊尔酸模对重金属铅、锌的转运潜力较大，但在不同混种方式下差异明显；富集植物黑麦草也具有较好的铅锌转运能力，混种一定程度上降低了其铅锌转运系数但受混种影响较小；普通植物白三叶的铅锌转运能力较尼泊尔酸模和黑麦草差些，但某些混种方式提高了白三叶的铅锌转运系数，甚至高于另外两种富集植物。3种植物均未符合超富集植物转运系数应大于I的基本特征。
权利要求
1.一种修复矿山重金属铅污染的方法，其特征在于将尼泊尔酸模与黑麦草混种、尼泊尔酸模与白三叶混种、黑麦草与白三叶草混种，或尼泊尔酸模、黑麦草和白三叶混种于矿山铅污染的土中。
2.如权利要求I所述的修复矿山重金属铅污染的方法，其特征在于种植时以20g/m2的密度将植物种子撒入土壤中，后盖一层薄土，以不暴露种子为准。
全文摘要
本发明公开了一种修复矿山重金属铅污染的方法，涉及环境中重金属污染的修复技术领域，将尼泊尔酸模与黑麦草混种、尼泊尔酸模与白三叶混种、黑麦草与白三叶草混种，或尼泊尔酸模、黑麦草和白三叶混种于矿山铅污染的土中。本发明是一种成本低、可操作性强、环境友好且有效的修复矿山重金属铅污染的方法。
文档编号B09C1/00GK102847707SQ201210317110
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者朱雪梅, 杨远祥, 邵继荣, 杨占彪, 杨海滨 申请人:四川农业大学