[发明专利]一种用于植物修复土壤的络合剂微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于植物螯合诱导修复污染土壤技术领域，具体涉及一种用于植物修复土壤的络合剂微胶囊及其制备方法。

背景技术

随着工农业的快速发展，环境污染问题日益严重，重金属是主要的环境污染物之一。据报道，仅在西欧就有1,400,000处土壤被重金属或有机物污染。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8％，其中轻度污染的占46.7％，中度污染的占9.7％，严重污染的占8.4％。

土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性，污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，经水、植物等介质最终将影响人类健康。如铅能伤害人的神经系统，特别对幼儿的智力发育有极其不良的影响；镉的毒性很大，在人体内蓄积会引起泌尿系统功能变化，还会影响骨骼发育，如1955年发生在日本神通川地区的“痛痛病”，就是因为该地区的土壤—植物系统受到镉的污染；1953年日本水俣氮肥厂的乙酸乙醛反应管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水体，有毒物质被鱼、虾、贝类食入后，由食物链进入人体，导致了“水俣事件”的发生。

在我国，随着污灌面积不断扩大，土壤重金属的污染问题日趋严重，沈阳、兰州、桂林、萍乡等地重金属污染均较明显；湖南株洲的冶炼厂和化工厂附近地区的重金属汞、镉、铅的含量均超标，对人和家禽健康危害很大。土壤重金属污染对人类健康造成的威胁已引起各国政府和环保科学工作者的普遍关注，对其治理成为目前研究的难点和热点。

科学家们经过多年的努力，探索出了一种新的绿色环境净化技术—植物修复。所谓植物修复就是利用植物(尤其是超级累植物)吸收、富集、降解或固定污染土壤中重金属离子或其它污染物，以实现消除或降低污染程度，修复环境的综合环境生物技术，主要包括3种类型：植物提取、植物挥发和植物稳定，其中植物提取更具有永久性和广域性的特点而成为当前最有发展前途的植物修复方法。但植物提取的成功与否还依赖于重金属在土壤中的生物有效性，而大部分重金属在土壤中的生物活性较低，能够直接被植物利用的部分很少。研究表明如果向土壤中施加络合剂(如EDTA、DTPA、EGTA、柠檬酸等)能够活化土壤中的重金属，提高重金属的生物有效性，促进植物吸收，这种将络合剂用于植物修复的技术被称为螯合诱导修复(Chelate-induced phytoextraction)，目前已成为植物修复发展的一个新方向，并取得了很大进展。

络合剂的应用在一定程度上解决了重金属在土壤中因被强烈吸附而不能被植物吸收利用的问题，但目前络合剂的加入大都采用将络合剂配成一定浓度溶液后再施入土壤，在极短的时间内通过络合作用使土壤中重金属的活性迅速增加，但在一定时间内植物只能吸收土壤中很少一部分的重金属，而其它未被植物吸收的大量活化了的重金属仍残留在土壤中，并且由于重金属的移动性增强，也导致了这些残留重金属随时间逐渐下移，污染地下水或地表水，对环境、生态和人体健康构成严重的潜在危害，而且在土壤微生物等的作用下，络合剂会逐渐丧失有效性，这也造成了一定的资源浪费，由此可以看出解决络合剂施用过程中的环境风险问题是关系到螯合诱导植物修复技术发展的一个迫在眉睫的问题。

为了克服上述问题，中国专利No.02148882.7中李海峰等采用硅酸盐和一些粘合剂造粒包裹EDTA来控制其释放，但是包裹的EDTA在短期内就释放完全(水中最多3天，土壤中16天)，其原因可能是包裹材料的问题。最近，Shibata{M.Shibata，T.Konno，R.Akaike，Y.Xu，R.Shen and J.Ma，Phytoremediation of Pb contaminated soil with polymer-coated EDTA，Plant andSoil 290(2007)，pp.201-208}等发展了五种烯烃聚合物包膜，用造粒机造粒包裹EDTA，此种包膜EDTA对玉米提取Pb有较好的效果，但其包裹材料是生物难降解材料，容易形成二次污染。然而，作为重要的优良的缓释控制系统，微胶囊，还没有被用到包裹络合剂来植物修复重金属污染的土壤。