镉污染土壤的植物修复方法

镉污染土壤的植物修复方法
【专利摘要】本发明公开了一种镉污染土壤的植物修复方法，包括以下步骤：在镉污染的土壤中种植黑麦草，在收获前添加有机酸；所述有机酸选自乙二胺四乙酸、草酸、冰乙酸、丙二酸、酒石酸或苹果酸中的一种。本发明的方法是基于黑麦草作为生物质原料的前提下，在用黑麦草修复镉污染土壤时，通过有机酸的活化诱导作用，提高重金属镉的生物有效性，促进了植株对镉的吸收富集，从而加速了重金属污染土壤植物修复速率，另外有机酸在一定程度上促进黑麦草地上部分和根系干物质量的增加。最终达到恢复土地生产力，促进地区景观和谐、生态平衡与可持续发展的长远目标。
【专利说明】镉污染土壤的植物修复方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污染土壤的生物修复技术，特别涉及一种污染土壤植物修复的方法。【背景技术】
[0002]我国面临着资源型和水质型缺水双重危机，在水资源短缺的情况下，为了确保农业生产，许多地方被动利用污水进行灌溉。据水利部调查，1991年我国污水灌溉面积为4600万亩，2004年已达5427万亩，约占全国总灌溉面积的7.3%。大量未经处理的污水直接用于农田灌溉，虽然解决了一些地区缺水的燃眉之急，却为之付出高昂的代价。污水灌溉使污染物特别是重金属在土壤中大量残留，直接影响土壤生态系统的结构和功能，使生物种群结构发生改变，生物多样性减少，土壤生产力下降，土壤理化性质恶化，且影响作物生长，造成农作物减产和农产品质量下降，对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成威胁，土壤污染的总体形势相当严峻。据国家环保总局调查，目前全国受重金属、化肥、农药污染的耕地约有1.5亿亩，占耕地总面积的1/10以上。2009年中国食品安全高层论坛报告上的数据显示，我国1/6的耕地受到重金属污染，污染土壤面积至少有2000万公顷。
[0003]土壤重金属污染带来了严重后果:一是影响耕地质量，造成直接经济损失。据估算，全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。二是影响食品安全，威胁人体健康。重金属在农作物中累积，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。三是影响农产品出口，降低国际竞争力。上世纪90年代以来，因农药残留和重金属含量超标，农产品出口被外方退货、索赔和终止合同的事件时有发生，部分传统大宗农产品也被迫退出国际市场。特别是我国加入世贸组织以后，发达国家对我国出口农产品要求提高，出口压力增大。由于土壤污染具有累积性、滞后性、不可逆性的特点，治理难度大、成本高、周期长，将长期影响经济社会的发展。土壤污染问题已经成为影响群众身体健康、损害群众利益、威胁农产品安全的重要因素。因此，重金属污染的修复研究不容忽视。
[0004]如何修复是一项非常艰巨而重要的任务。目前常用的土壤污染治理方法有淋滤法、客土法、吸附固定法等物理方法以及生物还原法、络合物浸提法等化学方法。物理方法见效缓慢，化学方法虽快但易带来二次污染。

【发明内容】

[0005]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0006]本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种成本低、对环境扰动少、无副作用的镉污染土壤的植物修复方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是:[0008]一种镉污染土壤的植物修复方法，包括以下步骤:
[0009]在镉污染的土壤中种植黑麦草，在收获前添加有机酸；所述有机酸选自乙二胺四乙酸、草酸、冰乙酸、丙二酸、酒石酸或苹果酸中的一种。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0011]本发明的方法是基于黑麦草作为生物质原料的前提下，在用黑麦草修复镉污染土壤时，通过有机酸的活化诱导作用，提高重金属镉的生物有效性，促进了植株对镉的吸收富集，从而加速了重金属污染土壤植物修复速率，另外有机酸在一定程度上促进黑麦草地上部分和根系干物质量的增加。最终达到恢复土地生产力，促进地区景观和谐、生态平衡与可持续发展的长远目标。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本发明提供的镉污染土壤的植物修复方法的流程图；
[0014]图2为本发明添加不同用量的有机酸后黑麦草地上干重的变化图；
[0015]图3为本发明添加不同用量的有机酸后黑麦草根系干重的变化图；
[0016]图4为本发明添加不同用量的有机酸后黑麦草植株重金属镉含量的变化图；
[0017]图5为本发明添加不同用量的有机酸后土壤重金属镉再分布图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]参见图1，本发明提供一种镉污染土壤的植物修复方法，包括以下步骤:
[0020]在镉污染的土壤中种植黑麦草，在收获前添加有机酸；所述有机酸选自乙二胺四乙酸、草酸、冰乙酸、丙二酸、酒石酸或苹果酸中的一种。
[0021]本发明通过种植富集植物黑麦草，施入对重金属有活化作用的有机酸，增加植物对污染物的吸收量，提高重金属污染土壤的植物修复效率，推动植物修复进程。
[0022]优选地，所述有机酸的添加量为l-7mmol/kg。
[0023]优选地，所述乙二胺四乙酸的添加量为l_5mmol/kg,所述草酸的添加量为5-7mmol/kg,所述丙二酸的添加量为5_7mmol/kg,所述冰乙酸的添加量为l_3mmol/kg。
[0024]通过上述优选的添加量，在一定程度上促进黑麦草地上部分和根系干物质量的增力口，活化了土壤中重金属镉，促进植株对镉的吸收富集，提高镉污染土壤的修复效率。[0025]优选的，所述有机酸的添加时间为种植黑麦草后的25-35天。优选30天，所述种植黑麦草后，给土壤中浇水，使土壤湿度达到田间持水量的60-80%，为植株适宜生长的土壤水分范围。田间持水量优选70%。
[0026]本发明的黑麦草的品种为泰德。泰德是四倍体一年生黑麦草品种。
[0027]本发明尤其适合于镉污染的土壤中镉的含量为45_55mg/kg,优选50mg/kg,当镉含量处于上述范围时，更有利于黑麦草的生长。
[0028]下面通过具体的实施例对本发明做进一步的说明:
[0029]实施例1
[0030]在镉污染的土壤中种植黑麦草，给土壤中浇水，使土壤湿度达到田间持水量的80%，在收获前添加乙二胺四乙酸；乙二胺四乙酸的添加量为lmmol/kg，修复前土壤镉含量为45mg/kg,修复后土壤镉含量40.13mg/kg。
[0031]实施例2
[0032]在镉污染的土壤中种植黑麦草，给土壤中浇水，使土壤湿度达到田间持水量的60%,在生长30天时添加有机酸；所加有机酸为草酸，草酸的添加量3mmol/kg。修复前土壤镉含量为55mg/kg，修复后土壤镉含量为42.9mg/kg。下面通过列表对本发明的实施例作进一步的说明:
[0033]表1
[0034]
【权利要求】
1.一种镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，包括以下步骤: 在镉污染的土壤中种植黑麦草，在收获前添加有机酸；所述有机酸选自乙二胺四乙酸、草酸、冰乙酸、丙二酸、酒石酸或苹果酸中的一种。
2.根据权利要求1所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述有机酸的添加量为 l_7mmol/kg。
3.根据权利要求2所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述乙二胺四乙酸的添加量为l_5mmol/kg,所述草酸的添加量为5_7mmol/kg,所述丙二酸的添加量为5-7mmol/kg,所述冰乙酸的添加量为l_3mmol/kg。
4.根据权利要求1所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述有机酸的添加时间为种植黑麦草后的25-35天。
5.根据权利要求1所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述种植黑麦草后，给土壤中浇水，使土壤湿度达到田间持水量的60-80%。
6.根据权利要求5所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述田间持水量为 70%。
7.根据权利要求1-6任一项所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述黑麦草的品种为泰德。
8.根据权利要求1-6任一项所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述镉污染的土壤中镉的含量为45-55mg/kg。
9.根据权利要求8所述的镉污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述镉污染的土壤中镉的含量为50mg/kg。
【文档编号】B09C1/00GK103521508SQ201310462462
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】乔冬梅, 齐学斌, 樊向阳, 胡超, 赵志娟, 李中阳, 胡艳玲 申请人:中国农业科学院农田灌溉研究所

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