一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法

本发明属于铀污染土壤植物修复，具体涉及一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法。

背景技术：

1、在铀矿采冶过程中，由于铀同时具有重金属和放射性毒性，其污染土壤对周边居民的健康和生态环境构成了严重的长期威胁。铀污染土壤的修复工作因此变得尤为迫切。目前，铀污染土壤的修复技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法。在这些方法中，植物修复因其环境友好性、成本低廉和操作简便等优势而受到广泛关注。植物修复技术利用植物及其相关微生物将铀从土壤中转移到植物的根、茎和叶中，实现土壤的净化。

2、然而，植物修复铀污染土壤的效率相对较低，主要受限于植物对铀的积累能力有限、生长周期长，以及部分植物对铀的抗性和富集系数较低等因素。此外，铀在土壤中的溶解和迁移速度较慢，导致溶解的铀不能被植物高效富集，使得植物修复过程需要数年甚至数十年的时间。为了提高植物修复铀污染土壤的效率，已有研究尝试通过添加化学螯合剂、微生物及植物生长的营养因子等土壤改良剂来改变铀在土壤中的赋存形态，促进植物对铀的吸收。但这些方法存在一定的局限性，如土壤中转化后的铀可能再次被土壤矿物质吸附或被微生物还原固定，变成不溶态或植物不可吸收态铀，降低了植物修复的效果。因此，迫切需要研发一种新的方法和技术，能够将土壤中铀的形态转化与植物富集铀进行有效耦合，以提高植物修复铀污染土壤的效率。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，该方法显著提高植物修复铀污染土壤的效率，缩短修复周期，降低修复成本，减少环境风险，为铀污染土壤的修复提供一种高效、环保的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，包括以下步骤：

4、s1、获取土壤中可溶性态铀的量的变化曲线：确定可有效增加土壤中可溶态铀比例的土壤改良剂类型和浓度范围，绘制土壤改良剂作用下土壤中可溶性态铀的量的变化曲线；

5、s2、获取铀超富集植物地上部分和地下部分富集铀量的变化曲线：确定铀超富集植物的地上部分和地下部分对土壤中可溶态铀的富集量，并绘制铀超富集植物地上部分和地下部分富集铀量的变化曲线；

6、s3、土壤中铀形态转化与植物富集铀耦合：根据步骤s1获取的土壤中可溶性态铀的量的变化曲线和步骤s2获取的铀超富集植物地上部分和地下部分富集铀量的变化曲线，调控土壤改良剂的类型、含量及添加时间，使土壤中可溶态铀量的曲线变化趋势与铀超富集植物地上部分和地下部分富集铀量的曲线变化趋势保持一致，以最大化铀超富集植物对土壤中可溶态铀的富集，提高植物修复铀污染土壤效率。

7、优选的，步骤s1中，所述土壤改良剂包括草酸和甲磺酸去铁胺，草酸的浓度范围为5-15mmol/l，甲磺酸去铁胺的浓度范围为0.05-2mmol/l。

8、优选的，所述草酸添加到根际土壤中，土壤中草酸的浓度范围为0.5-10mmol/kg，所述甲磺酸去铁胺添加到根际土壤中，土壤中甲磺酸去铁胺的浓度范围为0.02-0.45mmol/kg。

9、优选的，所述土壤中可溶态铀的测定方法包括如下步骤：

10、a1、准确称取2.00g土壤样品，装入带盖100ml硬质塑料圆底离心管中；

11、a2、加入16ml 1mol/l的mgcl2溶液，ph＝7.0，在25℃下连续震荡1h；

12、a3、4000rpm离心20min，取出上层清液定容至25ml容量瓶；

13、a4、去离子水洗涤残余物，4000rpm离心20min，过滤所有上层清液，采用微量铀分析仪测定铀浓度。

14、优选的，所述铀超富集植物包括博落回、鸭乸草或竹柳中的一种或多种。

15、优选的，所述土壤中可溶态铀浓度为0.02-150mg/kg。

16、优选的，所述铀超富集植物的地上部分和地下部分对铀富集量的计算步骤包括：

17、b1、收割铀超富集植物，10mm na2co3冲洗根部一次，去离子水冲洗两次；

18、b2、将铀超富集植物105℃杀青30分钟，70℃烘干至恒重并称量记录铀超富集植物地上和地下部分的干重；

19、b3、称取0.2000g烘干后的铀超富集植物样品于200ml的烧杯中，加10ml硝酸，在电热板上加热浓缩至l-2ml，冷却后加入5ml硝酸和3ml高氯酸，加热浓缩至l-2ml，冷却，去离子水稀释、过滤并于50ml容量瓶定容，采用微量铀分析仪检测溶液中的铀含量。

20、优选的，步骤s3中，所述调控土壤改良剂的类型包括草酸、甲磺酸去铁胺中的一种或两种。

21、优选的，步骤s3中，所述调控土壤改良剂的含量及添加时间的具体方法为：根据步骤s2获得的变化曲线，在超富集植物地上和地下部分铀富集浓度最高点或者出现上升趋势变缓情况的前3-6天添加0.05-10mmol/l土壤改良剂到根际土壤中，使土壤中土壤改良剂的浓度达到0.02-2mmol/kg，每隔15天，添加0.05-10mmol/l土壤改良剂到根际土壤中，使土壤中土壤改良剂的浓度达到0.02-2mmol/kg。

22、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

23、本发明公开了一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，通过调控土壤改良剂的类型、含量及添加时间，使土壤中的铀形态转化与植物富集铀过程相耦合，使土壤中可溶态铀的量的变化趋势与植物富集铀的量的变化趋势保持一致，从而最大化植物对可溶态铀的富集。该方法不仅显著提高了植物修复铀污染土壤的效率，还缩短了修复周期，降低了修复成本，并减缓了土壤改良剂可能引起的二次污染问题。通过精确优化土壤改良剂的类型、含量及添加时间，本发明确保了铀的高效富集和植物修复效果的最大化，实现了对铀污染土壤的高效、环保修复，整个修复过程不增加环境风险，是一种可持续的铀污染土壤修复技术。

24、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，步骤s1中，所述土壤改良剂包括草酸和甲磺酸去铁胺，草酸的浓度范围为5-15mmol/l，甲磺酸去铁胺的浓度范围为0.05-2mmol/l。

3.根据权利要求1-2所述的一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，所述土壤中可溶态铀的测定方法包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，其特征在于，所述土壤中可溶态铀浓度为0.02-150mg/kg。

5.根据权利要求1所述的一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，其特征在于，所述铀超富集植物的地上部分和地下部分对铀富集量的计算步骤包括：

6.根据权利要求1所述的一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，步骤s3中，所述调控土壤改良剂的类型包括草酸、甲磺酸去铁胺中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，步骤s3中，所述调控土壤改良剂的含量及添加时间的具体方法为：根据步骤s2获得的变化曲线，在超富集植物地上和地下部分铀富集浓度最高点或者出现上升趋势变缓情况的前3-6天添加0.5-10mmol/l土壤改良剂到根际土壤中，使土壤中土壤改良剂的浓度达到0.02-2mmol/kg，每隔15天，添加0.5-10mmol/l土壤改良剂到根际土壤中，使土壤中土壤改良剂的浓度达到0.02-2mmol/kg。

技术总结
本发明公开了一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，属于铀污染土壤植物修复技术领域。该方法包括如下步骤：确定可有效增加土壤中可溶态铀比例的土壤改良剂类型和浓度范围，绘制土壤中可溶性态铀的量的变化曲线；确定铀超富集植物的地上部分和地下部分对土壤中可溶态铀的富集量，并绘制铀超富集植物地上部分和地下部分富集铀量的变化曲线；调控土壤改良剂的类型、含量及添加时间，使土壤中可溶态铀量的曲线变化趋势与铀超富集植物地上部分和地下部分富集铀量的曲线变化趋势保持一致。本发明提供了一种提高植物修复铀污染土壤效率的方法，该方法显著提高了植物修复铀污染土壤的效率，缩短修复周期，降低修复成本。

技术研发人员：胡南,杨照岚,赵维超,余黄,邓钦文,祝孔俊,厉美辰,张辉,丁德馨
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27