一种修复Cd污染的土壤或水体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及重金属污染土壤或水体的植物修复技术领域，具体涉及一种修复Cd污染的土壤或水体的方法。
【背景技术】
[0002]镉作为一种稀有重金属，普遍应用于电镀、印染、合成化学品、电子工业。我国具有丰富的镉矿资源，镉矿采选活动中的烟尘沉降、含镉肥料使用和含镉废水灌溉，导致镉在土壤和水体环境中大量累积，并通过食物链等途径危害人体健康，因此修复和治理土壤及水体环境中镉污染成为当前环境保护关键任务之一。
[0003]目前主要治理方法客土法、土壤固化、化学淋洗、电化学法等物理或化学方法，这些方法易导致土壤肥力下降、生物活性下降和土壤结构破坏，而且这些方法工程量大、费用高、易导致二次污染，因而，难以大规模推广应用。植物修复技术是一种新型的原位修复技术，具有费用低、不破坏环境、操作简单，易为大家接受等优点，目前，该技术已成为重金属污染环境修复研宄热点。
[0004]利用超富集植物进行重金属污染土壤的治理取得了一些成功案例，但是由于可供选择的重金属富集能力强的植物品种较少，以及目前使用的重金属超富集植物的生物量少，修复效率不高，导致了这一技术要大规模商业化利用还有一定的差距。国内对这一技术的研宄起步较晚，在种质资源、修复技术的研宄、开发和应用等方面，均亟需提高。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术的不足，本发明提供了一种修复Cd污染的土壤或水体的方法。本发明通过种植南黄堇于土壤或水体中，南黄董根吸收土壤或水体中的镉，同时转移到地上的茎和叶中，定期收割地上部分，保留地下部分，可进行持续提取土壤及水体中的镉，从而清除土壤或水体中的镉污染。目前用于土壤或水体Cd污染提取修复的植物材料不多，南黄堇生物量大，富集提取Cd能力强，能广泛应用于Cd污染土壤和水体修复。
[0006]—种修复Cd污染的土壤或水体的方法，采用南黄堇(Corydalis davidii)作为植物材料对Cd污染的土壤或水体进行修复。
[0007]优选的，所述修复Cd污染的土壤或水体的方法包括如下步骤:
[0008]I)将南黄堇幼苗移植到Cd污染的土壤或水体中，在南黄堇之后的生长过程中保持土壤或水体的pH值在5?8之间；
[0009]2)定期收割南黄堇的地上或水上部分，持续至土壤或水体中的Cd含量达到环境质量标准要求。
[0010]优选的，当对Cd污染的土壤进行修复时:
[0011]在所述步骤I)中，可通过施用碱性肥料(或CaO)和酸性肥料(或FeSO4)来调节pH值到5?8 ;
[0012]在所述步骤2)中，定期收割为一年3次，收割时，南黄堇的高度为20?30cm，总盖度为60?80%，收割时在根茎处留茬I?2cm。
[0013]优选的，当对Cd污染的水体进行修复时:
[0014]在所述步骤I)中，可采用似20)3或HCl来调节pH值到5?8 ;
[0015]在所述步骤I)中，可通过施加复合肥提高水体中N、P的含量；
[0016]在所述步骤2)中，定期收割为一年4?5次，收割时，南黄堇的高度为15?20cm，总盖度为50?60%，收割时留茬I?2cm。
[0017]更优选的，所述南黄堇选用自然生长于贵州省赫章县妈姑土法炼锌区的南黄堇，经采集种子进行常规育苗或采集植物进行分蘖繁殖获得。
[0018]优选的，所述采集种子进行常规育苗的方法为:于9月底在南黄堇种植区采集种子，进行发芽繁殖；所述采集植物进行分蘖繁殖的方法为:在矿区采集丛状生长的南黄堇，从根部分离成若干小株，种植于苗圃中，I?2个月后，每株长成一丛，重复进行，繁殖南黄堇。
[0019]更优选的，当用于修复Cd污染的土壤时，将经过采集种子进行常规育苗或采集植物进行分蘖繁殖后获得到的丛状的南黄堇幼苗带土直接种植于待修复的土壤中，进行土壤的修复；当用于修复Cd污染的水体时，将经过采集种子进行常规育苗或采集植物进行分蘖繁殖后获得的丛状南黄堇连根挖出，洗净根系，保留根长3?5cm，将南黄堇植株种植于带孔的塑料杯中，进行水培，根茎处用海绵固定，培育10?20天，待植物长出新根通过插入有孔的浮床进行修复。
[0020]以上，南黄堇采集种子或进行分蘖繁殖。
[0021]对于土壤而言，通过施用碱性肥料(或石灰)和酸性肥料(或FeSO4)加以调节，使其pH值为5?8，根据土壤有机质含量，将有机质含量调节为2%以上，修复效果更好；对于水体而言，采用Na2COjP HCl调节pH值为5?8，如果污染水体N、P含量较低，则适当加入复合肥，以促进植物生长。
[0022]将通过种子或分蘖繁殖的南黄董幼苗种植于镉污染的土壤或水体中；对于土壤而言，待植物地上部分长到30cm高时，自地表处收割植物的地上部分，每年约收割3次；对于水体浮床，待植物长到20cm时，收割浮床上部部分，每年收割4?5次，将收割的植物材料集中统一处理，如填埋或焚烧。
[0023]本发明所用的镉超富集植物南黄董为常绿草本植物，在西南地区天然生长，耐性强、生长快，植物具有很强分蘖能力。
[0024]有益效果
[0025]1、本发明中植物材料南黄堇(Corydalis davidii)是Cd超富集植物，应用于修复Cd污染的土壤或水体，对环境友好，修复效率高；
[0026]2、本发明所选用的南黄堇培养方法简单，分蘖能力强，易繁殖，南黄堇植株高大，易于收获，生长量大；
[0027]3、本发明中植物南黄堇对环境适应性强，能在pH于5-8范围的土壤和水体中生长，无病虫害，该技术操作简单，易于推广；
[0028]4、本发明修复技术所获得的植物地上部分进行安全填埋或焚烧，不会造成二次污染；该植物在修复土壤过程中，有助于改善污染土壤理化特征，提高土壤生产力；该植物修复Cd污染水体，不仅能将水体Cd降低到环境质量要求，还能有效降低N、P，控制水体富营养化。
【具体实施方式】
[0029]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0030]实施例1
[0031]南黄堇修复Cd污染土壤。在Cd浓度为30mg/kg 土壤中，于2月份种植南黄堇，株行距为20CmX30Cm，植物迅速分蘖、长高，当植物盖度达到80%，收割地上部分，全年收割三次，分别在5月、8月、11月进行。将植物地上部分烘干，测定收割部分生物干重，取部分进行消解，测定干物质中Cd含量。经测定，南黄堇年生物收获量为1.01kg/m2 (干重)，南黄堇中Cd含量为153mg/kg，因此污染土壤中Cd年提取量约为155mg/m2。
[0032]实施例2
[0033]南黄堇修复Cd污染水体。在Cd含量约为20mg/L的水体中上设置浮床(聚氯乙稀泡沫板)，在聚氯乙稀泡沫板上打孔，直径3?4cm，株行距15 X 15cm，将种植南黄堇幼苗的有孔塑料兜(采用海绵进行固定)插入浮床打孔处。全年收获4次，收获根茎处以上的茎叶部分，进行安全填埋或焚烧。收获部分Cd含量达320mg/kg (干重)，整个生长过程中，南黄堇生长正常，最终使污染水体中Cd降低到正常水平，达到Cd污染水体修复目的。
[0034]实施例3
[0035]南黄堇修复Cd污染土壤。在Cd浓度为25mg/kg 土壤中，于2月份种植南黄堇，株行距为25cmX 25cm，植物迅速分蘖、长高，当植物盖度达到75%，收割地上部分，全年收割三次，分别在5月、8月、11月进行。将植物地上部分烘干，测定收割部分生物干重，取部分进行消解，测定干物质中Cd含量。经测定，南黄堇年生物收获量为0.99kg/m2 (干重)，南黄堇中Cd含量为142mg/kg，因此污染土壤中Cd年提取量约为143mg/m2。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于:采用南黄堇作为植物材料对Cd污染的土壤或水体进行修复。
2.根据权利要求1所述的修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)将南黄堇幼苗移植到Cd污染的土壤或水体中，在南黄堇之后的生长过程中保持土壤或水体的PH值在5?8之间； 2)定期收割南黄堇的地上或水上部分，持续至土壤或水体中的Cd含量达到环境质量标准要求。
3.根据权利要求2所述的修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于，当对Cd污染的土壤进行修复时: 在所述步骤I)中，可通过施用碱性肥料或酸性肥料来调节PH值到5?8 ; 在所述步骤2)中，定期收割为一年3次，收割时，南黄堇的高度为20?30cm，总盖度为60?80%，收割时在根茎处留茬I?2cm。
4.根据权利要求2所述的修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于，当对Cd污染的水体进行修复时: 在所述步骤I)中，可采用似20)3或HCl来调节pH值到5?8 ; 在所述步骤I)中，可通过施加复合肥提高水体中N、P的含量； 在所述步骤2)中，定期收割为一年4?5次，收割时，南黄堇的高度为15?20cm，总盖度为50?60%，收割时留茬I?2cm。
5.根据权利要求1至4任一所述的修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于:所述南黄堇选用自然生长于贵州省赫章县妈姑土法炼锌区的南黄堇，经采集种子进行常规育苗或采集植物进行分蘖繁殖获得。
6.根据权利要求5所述的修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于: 所述采集种子进行常规育苗的方法为:于9月底在南黄堇种植区采集种子，进行发芽繁殖； 所述采集植物进行分蘖繁殖的方法为:在矿区采集丛状生长的南黄堇，从根部分离成若干小株，种植于苗圃中，I?2个月后，每株长成一丛，重复进行，繁殖南黄堇。
7.根据权利要求6所述的修复Cd污染的土壤或水体的方法，其特征在于: 当用于修复Cd污染的土壤时，将经过采集种子进行常规育苗或采集植物进行分蘖繁殖后获得到的丛状的南黄堇幼苗带土直接种植于待修复的土壤中，进行土壤的修复； 当用于修复Cd污染的水体时，将经过采集种子进行常规育苗或采集植物进行分蘖繁殖后获得的丛状南黄堇连根挖出，洗净根系，保留根长3?5cm，将南黄堇植株种植于带孔的塑料杯中，进行水培，根茎处用海绵固定，培育10?20天，待植物长出新根通过插入有孔的浮床进行修复。
【专利摘要】本发明涉及重金属污染土壤或水体的植物修复技术领域，具体涉及一种修复Cd污染的土壤或水体的方法。一种修复Cd污染的土壤或水体的方法，采用南黄堇(Corydalis davidii)作为植物材料对Cd污染的土壤或水体进行修复，包括如下步骤：1)将南黄堇幼苗移植到Cd污染的土壤或水体中，在南黄堇之后的生长过程中保持土壤或水体的pH值在5～8之间；2)定期收割南黄堇的地上或水上部分，持续至土壤或水体中的Cd含量达到环境质量标准要求。本发明通过种植南黄堇于土壤或水体中，南黄菫根吸收土壤或水体中的镉，同时转移到地上的茎和叶中，定期收割地上部分，保留地下部分，可进行持续提取土壤及水体中的镉，从而清除土壤或水体中的镉污染。
【IPC分类】C02F3-32, B09C1-00
【公开号】CN104607448
【申请号】CN201410755945
【发明人】林文杰, 任乃林, 吴双桃, 赖鹤鋆
【申请人】韩山师范学院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月10日