专利名称：一种利用叶用红菾菜修复重金属镉污染土壤/底泥的方法
技术领域：
本发明涉及重金属污染土壤/底泥的植物修复技术领域，具体地说是一种利用叶用红泰菜修复重金属镉污染土壤/底泥的方法。
背景技术：
土壤重金属污染不但导致粮食的减产，而且通过植物吸收进入食物链进而危害人类的生命和健康，同时污染土壤中的重金属作为潜在的二次污染源，很可能会通过径流、淋滤而污染地表水和地下水。目前，我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的1/5，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨，被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨，部分地区与土壤重金属污染有关的癌症发病率和死亡率不断上升。
底泥污染是河流污染的重要研究内容之一，也是世界范围内一个突出的环境问题。作为河流生态系统的重要组成部分，底泥不仅是河流营养物质循环的中心环节，而且也是营养物质的主要集中库，作为河流污染物的主要蓄积库，底泥不仅可以直接反映水体的污染历史，而且在一定条件下可以向上覆水体释放各种污染物，是影响河流水质的重要的二次污染源。底泥与上覆水之间不停的进行着物质交换，溶解于水中的污染物浓度在很大程度上要受到底泥的影响。因此，河流底泥污染的研究和治理，是河流污染综合整治的重要内容，是从根本上解决河流污染问题的重要途径之一。因此，重金属污染土壤/清淤底泥的治理与修复已成为迫在眉睫的环境问题。重金属污染土壤的修复技术不外乎物理、化学和生物等方法，这些方法可分为两大类型一类是客土、填埋、覆盖新土。该类工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它虽具有彻底、稳定的特点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理，因此不是一种理想的污染土壤修复方法。还有一类是淋洗和植物修复等办法，这类办法可从根本上解决重金属的去除问题，其中淋洗是用化学溶剂对受污染土壤进行清洗，把重金属洗去，但这种办法除了耗资巨大和工程量大之外，还存在二次污染的问题，如何处理洗下来的含毒溶剂是个难题，此外经淋洗后的土壤往往变成了砂砾，失去了土壤本身的功能，大大降低了利用价值。因此，目前国际上研究的热点集中在具有安全、廉价、绿色等特点的植物修复技术研究。对于清淤底泥的重金属污染治理的物理、生物和化学等三类方法，物理方法投入太大，化学方法难持久，利用自然界存在的重金属超富集和耐性植物，将底泥中的重金属移出底泥，营造良好的生态环境，达到综合整治清淤底泥的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用叶用红泰菜修复重金属镉污染土壤/底泥的方法，该方法能够保持治理效果的永久性和治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性和后期处理的简易性。
—种利用叶用红泰菜修复重金属镉污染土壤/底泥的方法为在镉污染土壤/底泥中种植叶用红泰菜，当叶用红泰菜生长到成熟期时，将植物从污染土壤/底泥中整体移走，进而实现去除土壤/底泥中重金属镉的目的。所述种植叶用红泰菜是将含4-6片真叶的叶用红泰菜幼苗移栽于重金属镉污染的土壤/底泥中。所述在重金属镉污染土壤/底泥中种植的叶用红泰菜采用温室栽培，定期浇水，使土壤含水率保持在田间持水量的60-70%。所述在重金属镉污染土壤/底泥中种植的叶用红泰菜，当植物生长到成熟期将植物整体移除，再多次反复种植该植物，直至土壤/底泥中的镉达到土壤/底泥环境安全标准。
本发明具有如下优点植物修复技术是以植物耐受和富集某种或某些有机或无机污染物为基础，利用植物吸收累积和植物根际过滤等过程，清除环境中污染物的一种环境污染治理技术。植物修复技术以其成本低廉，美化环境，应用范围广，以及稳定地表、减少水土流失和污染物淋滤等特点而受到国内外的关注，已成为污染生态学和环境科学研究的热点。研究资料表明，植物修复的成本只是其他修复方法的1/20-1/4，因而具有广泛的应用前景。植物修复技术是通过植物的吸收、挥发、根滤、稳定等作用，净化和固定环境中的污染物，达到净化环境的目的。植物修复技术具有如下优点①治理效果的永久性和治理过程的原位性；②治理成本的低廉性；③环境美学的兼容性后期处理的简易性。本发明所采用的叶用红泰菜(Betavulgaris var. cicla L.)又称红牛皮菜,为藜科泰菜种的变种,植株生长强健,叶片、叶柄为紫红色或鲜红色，具有良好的观赏价值。栽培适宜性强，病虫害少。
具体实施例方式实施例I盆栽浓度梯度实验盆栽实验地点在沈阳大学南校区温室内，该场地在沈阳市中心，实验场地周围无污染源，是重金属未污染区，属于受季风影响的湿润和半湿润暖温带大陆性气候。盆栽实验土壤采自中国科学院沈阳生态站内无污染区的表层(0-20cm) 土壤，土壤类型为草甸棕壤，其基本理化性质为pH值6. 5，有机质含量15. 5g/kg，总Cd含量O. 12 mg/kg，土壤机械组成砂粒21. 4%、粉粒46. 5%、粘粒32. 1%。该实验设置6个处理，采用上述清洁土壤自制Cd污染土壤，清洁土壤自然风干后，过2mm筛，以CdCl2 · 2. 5H20 (分析纯)形式拌入污染物，Cd投加处理浓度分别为0 mg/kg(CdO),5 mg/kg (Cd5),10 mg/kg (CdlO),25 mg/kg (Cd25),50 mg/kg (Cd50),100 mg/kg(CdlOO)0 土壤平衡2周后，混合均匀装入塑料花盆中，每盆装入土 1.0 kg，所有处理重复3次。叶用红泰菜种子消毒后于清洁土壤中进行育苗，当长出4-6片真叶时，将叶用红泰菜幼苗移栽于上述镉污染处理中。每盆保苗4株，花盆随机放置在温室中并不定期更换位置。植物每日用去离子水浇灌并保持60-70%田间持水量。3个月后收获植物。植物样品用去离子水冲洗干净后分为地上部和根部两部分。植物样品在烘箱中70°C烘至恒重后称量干重并记录。烘干的植物研磨后储存待测。植物样品中重金属浓度的分析采用原子吸收光谱法测定。实验结果不同处理下叶用红泰菜根部、地上部及总干重的情况如表I所示，与对照处理CdO相比较，Cd浓度为5，10 mg/kg处理下，叶用红泰菜根部、地上部干重无显著变化；当Cd浓度为25，50，100 mg/kg处理中，其根部、地上部干重显著降低。总提上，随着Cd浓度的增长，叶用红泰菜根干重、地上干重及总干重呈现下降的趋势，当Cd=IOO mg/kg时，叶用红泰菜植株矮小，生长受到抑制，生物量达到最小值。表I不同处理下叶用红泰菜的根、地上部及总干重(g/pot)
权利要求
1.一种利用叶用红泰菜修复重金属镉污染土壤/底泥的方法，其特征是在镉污染土壤/底泥中种植叶用红泰菜，当叶用红泰菜生长到成熟期时，将植物从污染土壤/底泥中整体移走，进而实现去除土壤/底泥中重金属镉的目的；所述种植叶用红泰菜是将含4-6片真叶的叶用红泰菜幼苗移栽于重金属镉污染的土壤/底泥中；所述在重金属镉污染土壤/底泥中种植的叶用红泰菜采用温室栽培，定期浇水，使土壤含水率保持在田间持水量的60-70% ;所述在重金属镉污染土壤/底泥中种植的叶用红泰菜，当植物生长到成熟期将植物整体移除，再多次反复种植该植物，直至土壤/底泥中的镉达到土壤/底泥环境安全标准。
全文摘要
一种利用叶用红菾菜修复重金属镉污染土壤/底泥的方法，在镉污染土壤/底泥中种植叶用红菾菜，当叶用红菾菜生长到成熟期时，将植物从污染土壤/底泥中整体移走，进而实现去除土壤/底泥中重金属镉的目的；所述种植叶用红菾菜是将含4-6片真叶的叶用红菾菜幼苗移栽于重金属镉污染的土壤/底泥中；所述在重金属镉污染土壤/底泥中种植的叶用红菾菜采用温室栽培，定期浇水，使土壤含水率保持在田间持水量的60-70%。本发明能够保持治理效果的永久性和治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性和后期处理的简易性。
文档编号B09C1/00GK102962246SQ20121046227
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者陈苏, 孙丽娜, 晁雷, 孙铁珩 申请人:沈阳大学