一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明為一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，屬于土壤重金屬污染防治技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤在自然環(huán)境中起著重要作用，是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基地。銅(Cu)是人類廣泛使用的金屬之一，人類對(duì)Cu的使用最早可以追溯到史前時(shí)代。對(duì)Cu的使用讓人類社會(huì)從原始社會(huì)進(jìn)入到新的文明階段，因此Cu對(duì)人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。然而，從20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著Cu礦的大量開采和冶煉，工業(yè)的快速發(fā)展，化肥、農(nóng)藥等的大量使用，農(nóng)田土壤中的Cu污染情況日益嚴(yán)重。
[0003]Cu是植物生長(zhǎng)發(fā)育和人體健康不可缺少的微量營(yíng)養(yǎng)元素，但土壤中過(guò)量的Cu會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)代謝，危害植物對(duì)養(yǎng)分的吸收并降低其產(chǎn)量。土壤中的Cu最終會(huì)通過(guò)食物鏈的富集對(duì)人類的健康產(chǎn)生危害。日益嚴(yán)重的Cu污染問(wèn)題引起了人們的關(guān)注，對(duì)土壤Cu污染的研究和報(bào)道也越來(lái)越多。土壤中主要重金屬元素的生物學(xué)毒性順序?yàn)?Hg>Cu>Ni>Pb>Co = Mn>Cd>Fe>Zu>Mg>Ca，所以，Cu 對(duì)生物的毒性很強(qiáng)。
[0004]Cu是一種人體必需的微量元素，是機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)和多種氧化酶的重要組分，在人體的新陳代謝過(guò)程中起著重要的作用。但是如果人體內(nèi)富集了大量的Cu，會(huì)危害人身體內(nèi)的肝、膽等器官，刺激人體粘膜和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。人體內(nèi)富集了大量的Cu還會(huì)造成新陳代謝和內(nèi)分泌紊亂，嚴(yán)重的還會(huì)引起“肝痘”等疾病。
[0005]水稻是我國(guó)最重要的糧食作物，大部分人以稻米為主食，特別在人口稠密的長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)。據(jù)研究，銅可以通過(guò)水稻秸桿和稻米經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，給人體健康帶來(lái)直接或間接的危害。水稻籽粒中的銅是稻米主食區(qū)人體銅的主要來(lái)源，其對(duì)人體銅暴露的貢獻(xiàn)大于飲用水。因此，防治稻田及稻米的銅污染，對(duì)保障我國(guó)人民的身體健康非常重要。
[0006]據(jù)研究報(bào)道，一些植物對(duì)污染土壤中的重金屬具有極強(qiáng)的富集能力，其體內(nèi)的重金屬濃度可達(dá)其生長(zhǎng)土壤中重金屬濃度的數(shù)百、甚至幾千倍。因此這些植物在修復(fù)重金屬污染土壤方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0007]重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)是一種利用自然生長(zhǎng)的植物或者通過(guò)遺傳工程培育植物來(lái)修復(fù)重金屬污染土壤的總稱。主要包括植物穩(wěn)定技術(shù)和植物萃取技術(shù)。植物萃取技術(shù)也被稱為植物富集技術(shù)，它指利用專性植物根系吸收一種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部分，然后收獲莖葉，集中處理，因而能從根本上清除土壤中的重金屬，但不同種類的植物對(duì)重金屬的耐性及吸收、提取重金屬的能力差異很大，而且植物的生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)狀況對(duì)其吸收、提取重金屬的功能影響也很大。目前，在重金屬污染土壤的植物修復(fù)領(lǐng)域，關(guān)于植物種類選擇、配置及生長(zhǎng)狀況控制方面還非常缺乏研究，嚴(yán)重限制了重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明在申請(qǐng)人多年研究的基礎(chǔ)上，公開了一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，在銅污染稻田中(土壤Cu濃度300mg/kg，達(dá)到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Cu含量限值的3倍，屬重度污染)，通過(guò)6輪修復(fù)，可以將稻田土壤的Cu含量修復(fù)到符合我國(guó)食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Cu濃度〈100mg/kg)(參見附圖1)。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，其特征是:(1)修復(fù)用植物組合為:空心蓮子草、茭筍、稗、柳葉箬4種植物；(2)植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm，保證每株植物都有較充分的生長(zhǎng)空間，形成一個(gè)旺盛生長(zhǎng)的植物群落；(3)植物收獲時(shí)期及收獲方法:在植物種植后50天、吸收提取Cu的量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)(參見附圖2) —次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理，可以大大提高修復(fù)效果。植物收獲后平整土壤，根據(jù)需要可進(jìn)行下一輪植物修復(fù)；(4)稻田水分管理:修復(fù)前將稻田灌水到淺水層(約3cm)，然后種植植物，讓水層自然落干后(水層消失)再灌水到淺水層(約3cm)，如此重復(fù)進(jìn)行，直到植物收獲。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:在稻田土壤重度Cu污染地區(qū)(土壤Cu濃度300mg/kg，達(dá)到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Cu含量限值的3倍)，通過(guò)6輪、約300天的植物修復(fù)，可以大幅度降低土壤的Cu含量。通過(guò)該申請(qǐng)專利技術(shù)方案的實(shí)施，可以將稻田土壤的Cu含量修復(fù)到符合我國(guó)食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Cu濃度〈100mg/kg)(參見附圖1)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1不同次數(shù)的植物修復(fù)后土壤銅含量
[0013]圖2植物種植后不同天數(shù)吸收提取銅的量
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法?！揪唧w實(shí)施方式】為:(1)修復(fù)用植物組合為:空心蓮子草、茭筍、稗、柳葉箬4種植物；(2)植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm ; (3)植物收獲時(shí)期及收獲方法:在植物種植后50天、吸收提取Cu的量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)(參見附圖2) —次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理。植物收獲后平整土壤，根據(jù)需要可進(jìn)行下一輪植物修復(fù)；(4)稻田水分管理:修復(fù)前將稻田灌水到淺水層(約3cm)，然后種植植物，讓水層自然落干后(水層消失)再灌水到淺水層(約3cm)，如此重復(fù)進(jìn)行，直到植物收獲。
[0015]附圖1證明本實(shí)施例可以大幅度降低土壤Cu含量。圖中數(shù)據(jù)是在土壤Cu濃度為300mg/kg(重度污染程度，達(dá)到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Cu含量限值的3倍)條件下獲得的。通過(guò)該申請(qǐng)專利技術(shù)方案6輪、約300天的實(shí)施，可以將稻田土壤的Cu含量修復(fù)到符合我國(guó)食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Cu濃度〈100mg/kg)
[0016]附圖2證明植物收獲的適宜時(shí)期是在植物種植后50天，此時(shí)植物吸收提取Cu的總量達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)收獲可以大大提高修復(fù)效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，其特征在于修復(fù)用植物組合為:空心蓮子草、茭筍、稗、柳葉箬4種植物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于植物收獲時(shí)期及收獲方法為:在植物種植后50天、吸收提取Cu的量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)一次性收獲，將整株植物連根拔起。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，屬于土壤重金屬污染防治技術(shù)領(lǐng)域。其特征是：(1)修復(fù)用植物組合為：空心蓮子草、茭筍、稗、柳葉箬4種植物；(2)植物種植方法為：不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm；(3)植物收獲時(shí)期及收獲方法為：在植物種植后50天、吸收提取Cu的量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)一次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理。在稻田土壤重度Cu污染地區(qū)(土壤Cu濃度300mg/kg，達(dá)到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Cu含量限值的3倍)，通過(guò)6輪、約300天的植物修復(fù)，可以將稻田土壤的Cu含量修復(fù)到符合我國(guó)食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Cu濃度<100mg/kg)。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號(hào)】CN105382021
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510981474
【發(fā)明人】劉建國(guó), 梅聰聰, 柴育紅
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日