一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，該在鎘污染的土壤中投入動(dòng)物、并種植植物進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)，其中，所述動(dòng)物為蚯蚓，所述植物為龍葵。通過(guò)動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)，可以平衡土壤中重金屬分布情況，利于全面的完整的修復(fù)；且由于動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)是生物修復(fù)，通過(guò)協(xié)同作用不僅強(qiáng)化了修復(fù)效果，而且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
【專利說(shuō)明】
一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬 鎘污染土壤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2014年4月，我國(guó)首次公布了全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查結(jié)果:全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體 不樂(lè)觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，主要污染物為鎘、砷等重金屬。土 壤重金屬污染嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并通過(guò)食物鏈放大作用進(jìn) 一步對(duì)人類和環(huán)境造成嚴(yán)重危害，嚴(yán)峻威脅到國(guó)家生態(tài)安全。鎘是一種劇毒物質(zhì)，具有致 畸、致癌、致突變的作用，引起人體的腎臟發(fā)生功能性障礙，亦引起骨質(zhì)疏松、軟骨癥和骨折 的"痛痛病"。
[0003] 生物修復(fù)是指利用植物、動(dòng)物和微生物的作用，降低土壤中重金屬含量或者改變 重金屬在土壤中的賦存形態(tài)進(jìn)而降低其轉(zhuǎn)移或毒性。目前，關(guān)于生物修復(fù)主要集中在植物 和微生物方面，即篩選出超量富集的植物進(jìn)行種植修復(fù)和利用內(nèi)生菌或功能菌進(jìn)行修復(fù)。 盡管植物修復(fù)技術(shù)憑借成本低、擾動(dòng)環(huán)境小、二次污染小等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，但單一采用 植物進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)對(duì)土質(zhì)造成較大的影響，不利于其進(jìn)一步應(yīng)用。動(dòng)物修復(fù) 技術(shù)憑借經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、清潔等特點(diǎn)也越來(lái)越受關(guān)注和應(yīng)用，但動(dòng)物修復(fù)后土壤中重金屬分布 濃度各異。此外，單一的微生物修復(fù)也存在一系列問(wèn)題，如條件較嚴(yán)苛、方法復(fù)雜等，單一的 微生物修復(fù)難以達(dá)到比較滿意的修復(fù)效果。有鑒于此，研究者們開(kāi)始采用聯(lián)合方式進(jìn)行修 復(fù)。目前，已有研究的聯(lián)合方式主要集中在植物和微生物聯(lián)合、植物和化學(xué)聯(lián)合，其中，由于 化學(xué)反應(yīng)的參與，植物和化學(xué)聯(lián)合技術(shù)容易引起二次污染;而植物和微生物聯(lián)合技術(shù)修復(fù) 效果仍有待加強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全、能夠修復(fù)鎘污染土壤的同時(shí)改善土 壤肥效的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，該方法包 括在鎘污染的土壤中投入動(dòng)物、并種植植物進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)，其中，所述動(dòng)物為蚯蚓，所述植 物為龍葵。
[0006] 進(jìn)一步的，所述4丘蝴的投放密度為0.5-1.5kg/m2。
[0007] 進(jìn)一步的，在所述鎘污染的土壤中投放檸檬渣。
[0008] 進(jìn)一步的，所述龍葵種植時(shí)為龍葵幼苗，所述龍葵幼苗的株高為5-10cm。
[0009] 進(jìn)一步的，所述龍葵的種植密度為4-5株/平方米。
[0010] 進(jìn)一步的，待所述龍葵成熟后，移除所述龍葵;并不間斷地重新種植所述龍葵幼 苗。
[0011] 進(jìn)一步的，待所述土壤中鎘濃度<lmg/kg時(shí)，將所述4丘蝴進(jìn)行收集、并移除所述龍 葵。
[0012] 本發(fā)明采用動(dòng)植物聯(lián)合技術(shù)對(duì)重金屬鎘污染土壤進(jìn)行修復(fù)，不僅解決了單獨(dú)采用 植物修復(fù)時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，而且解決了動(dòng)物修復(fù)后土壤中重金屬分布濃度各異的問(wèn)題。 更重要的是，采用動(dòng)植物聯(lián)合技術(shù)修復(fù)重金屬鎘污染土壤，可以通過(guò)動(dòng)物的活動(dòng)改善土壤 的肥力和土質(zhì)、增強(qiáng)植物修復(fù)的適應(yīng)性，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)、增加植物的生物量，從而為植物 修復(fù)提供優(yōu)良環(huán)境;同時(shí)，植物的根系發(fā)達(dá)，又能為動(dòng)物提供了較好的生存環(huán)境。
[0013] 本發(fā)明提供的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)方式，不僅簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全，而且能夠在修復(fù)鎘污 染土壤的同時(shí)改善土壤肥效，并平衡土壤中重金屬分布情況，利于全面、完整的修復(fù)。此外， 由于動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)是生物修復(fù)，通過(guò)協(xié)同作用不僅強(qiáng)化了修復(fù)效果，而且不會(huì)產(chǎn)生二次 污染。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，該方法包括 在鎘污染的土壤中投入動(dòng)物、并種植植物進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)，其中，所述動(dòng)物為蚯蚓，所述植物 為龍葵。本發(fā)明實(shí)施例利用動(dòng)植物的強(qiáng)化作用聯(lián)合修復(fù)土壤中的鎘。
[0016] 具體的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述蚯蚓為重金屬鎘的富集動(dòng)物。為了充分提高重金屬 鎘的富集效率、同時(shí)保證蚯蚓的存活率，所述蚯蚓的投放密度優(yōu)選為〇. 5-1.5kg/m2，更優(yōu)選 為lkg/m2。進(jìn)一步的，在所述鎘污染的土壤中投放檸檬渣作為蚯蚓的食物，以提高所述蚯蚓 的活躍程度，強(qiáng)化修復(fù)效果。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，為了使得所述蚯蚓在土壤中更好地吸食，可先 將土壤進(jìn)行翻整后再投入所述檸檬渣。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述龍葵為超積累鎘植物，能從污染土壤中吸收富集鎘。所述龍 葵對(duì)鎘的吸附，主要依賴于根系和莖葉。因此，若以龍葵種子播種，龍葵長(zhǎng)出根系和莖葉需 要一定的時(shí)間，該生長(zhǎng)期沒(méi)有吸附作用或吸附作用很弱。因此，優(yōu)選的，所述龍葵種植時(shí)為 龍葵幼苗，所述龍葵幼苗的株高為5-10cm。為了平衡土壤中重金屬分布情況，優(yōu)選將所述龍 葵在污染土壤上均勻分布，優(yōu)選的，所述龍葵的種植密度為4-5株/平方米，以保證其具備正 常生長(zhǎng)空間的同時(shí)平衡土壤中鎘的分布。
[0018] 進(jìn)一步的，待所述龍葵成熟后，所述龍葵吸收富集鎘的能力變?nèi)?，此時(shí)移除所述龍 葵;并不間斷地重新種植所述龍葵幼苗。
[0019] 當(dāng)重金屬鎘污染土壤的修復(fù)即完成后，將所述蚯蚓進(jìn)行收集、并移除所述龍葵。由 于收集的蚯蚓中富含大量的重金屬鎘，因此，將作危廢處理。本發(fā)明實(shí)施例由于修復(fù)土壤的 使用目的不同，因此，對(duì)修復(fù)土壤中鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)也不同。具體的，所述土壤中鎘濃度< lmg/kg時(shí)，即可根據(jù)不同的需要將所述蚯蚓進(jìn)行收集、并移除所述龍葵。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例采用動(dòng)植物聯(lián)合技術(shù)對(duì)重金屬鎘污染土壤進(jìn)行修復(fù)，不僅解決了單 獨(dú)采用植物修復(fù)時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，而且解決了動(dòng)物修復(fù)后土壤中重金屬分布濃度各異的 問(wèn)題。更重要的是，采用動(dòng)植物聯(lián)合技術(shù)修復(fù)重金屬鎘污染土壤，可以通過(guò)動(dòng)物的活動(dòng)改善 土壤的肥力和土質(zhì)、增強(qiáng)植物修復(fù)的適應(yīng)性，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)、增加植物的生物量，從而為 植物修復(fù)提供優(yōu)良環(huán)境;同時(shí)，植物的根系發(fā)達(dá)，又能為動(dòng)物提供了較好的生存環(huán)境。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例提供的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)方式，不僅簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全，而且能夠在修 復(fù)鎘污染土壤的同時(shí)改善土壤肥效，并平衡土壤中重金屬分布情況，利于全面、完整的修 復(fù)。此外，由于動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)是生物修復(fù)，通過(guò)協(xié)同作用不僅強(qiáng)化了修復(fù)效果，而且不會(huì) 產(chǎn)生二次污染。
[0022] 下面，結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0023] 土壤中重金屬鎘以CdCl2 ? 2.5H20的形式加入，平衡15天后開(kāi)始試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組采用 蚯蚓和龍葵進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)，同時(shí)設(shè)置不含鎘的空白對(duì)照組、采用蚯蚓修復(fù)的對(duì)照組1和采用 龍葵修復(fù)的對(duì)照組2。實(shí)驗(yàn)組和各對(duì)照組分別設(shè)置四組鎘濃度分別為10、20、50、100!^/1^的 處理組，且每個(gè)處理重復(fù)3次。在各處理組中加入長(zhǎng)勢(shì)一致的龍葵幼苗，每盆3棵，培養(yǎng)溫度 控制在10~35°C，不施加肥，缺水的情況下補(bǔ)充不含鎘的自來(lái)水，使得土壤中水含量維持在 田間持水量的70%左右，在移栽90天后收割，同時(shí)采用野外蚯蚓收集法收集蚯蚓。
[0024]所述蚯蚓對(duì)鎘的富集試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，所述龍葵對(duì)鎘的富集試驗(yàn)結(jié)果如表2所 示，動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)對(duì)鎘的富集試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，不同方式修復(fù)后土壤中鎘含量情況如 表4所示。本發(fā)明實(shí)施例中，富集系數(shù)表征的是重金屬在土壤轉(zhuǎn)移至修復(fù)系統(tǒng)的難易程度， 體現(xiàn)修復(fù)系統(tǒng)吸收轉(zhuǎn)移重金屬至體內(nèi)能力大小的評(píng)價(jià)指標(biāo)，富集系數(shù)越大，表明修復(fù)系統(tǒng) 對(duì)重金屬的吸收累積能力越強(qiáng)，越有利于土壤的修復(fù)。從表1可知，富集系數(shù)都大于1，表現(xiàn) 為蚯蚓對(duì)鎘有吸收積累的能力，具備鎘超富集的特征。從表2可知，富集系數(shù)都大于1，表現(xiàn) 為龍葵對(duì)鎘有吸收積累的能力，具備鎘超富集的特征。結(jié)合表3、4可知，聯(lián)合修復(fù)較單獨(dú)蚯 蚓或龍葵修復(fù)要好，這說(shuō)明蚯蚓和龍葵聯(lián)合協(xié)同作用能修復(fù)好鎘重金屬污染土壤。

[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于，在鎘污染的土壤中投 入動(dòng)物、并種植植物進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)，其中，所述動(dòng)物為蚯蚓，所述植物為龍葵。2. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于，所述蚯 蚓的投放密度為0.5-1.5kg/m2。3. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于，在所述 鎘污染的土壤中投放檸檬渣。4. 如權(quán)利要求1-3任一所述的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于， 所述龍葵種植時(shí)為龍葵幼苗，所述龍葵幼苗的株高為5-10cm。5. 如權(quán)利要求4所述的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于，所述龍 葵的種植密度為4-5株/平方米。6. 如權(quán)利要求4所述的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于，待所述 龍葵成熟后，移除所述龍葵;并不間斷地重新種植所述龍葵幼苗。7. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于，待所述 土壤中鎘濃度< lmg/kg時(shí)，將所述蚯蚓進(jìn)行收集、并移除所述龍葵。
【文檔編號(hào)】B09C1/00GK105880278SQ201610220111
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】曹玉梅, 陳文蝦, 范琳琳
【申請(qǐng)人】宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司