[发明专利]一种治理土壤重金属复合污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染与治理领域，具体涉及一种土壤重金属复合污染的修复方法。

背景技术

重金属及其化合物是众所周知的“三致物质”，即致畸、致癌和致突变。自然条件下，土壤中的重金属并不会被生物所降解，其持留时间甚至超过一千年。重金属，尤其是镉、铅、锌毒性较大，会抑制土壤微生物生长，破坏生态平衡，进而引起土壤退化、肥力不足。更为严重地是，大约18.5％的农产品污染物含量超过了健康标准，在广东省的一些蔬菜和其它作物产品中，已检出了重金属含量超标，大大地限制了无公害食品、绿色食品、有机食品的生产和农产品出口，对经济效益的增加以及人体的健康和安全也是严重的阻碍。因此土壤的重金属污染造成的严重环境和公共健康问题日益受到人们的密切关注。

植物修复是上世纪90年代初发展起来的一种经济有效、环境友好、适用于轻度到中度污染土壤的生物修复技术，已逐渐成为当今环境科学领域的一个研究热点。作为其核心技术之一的植物提取技术是一种具永久性和广域性于一体的植物修复途径，已为人们认为是去除土壤内重金属的重要方法。植物提取是利用植物根系吸收一种或几种污染物特别是有毒金属，并将其转移、贮存到植物茎叶，然后收割茎叶，离地处理。在指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后可将该种重金属移出土壤，达到污染治理与生态恢复的目的(Flathman & Lanza，1998)。由于它具有投资少、不破坏场地结构、不引起二次污染等优点，已经成为一种可靠的、相对安全的环境友好修复技术，正被世界各国政府、科技界、企业界所关注。

目前用于修复土壤的植物包括高大的乔木，如杨树(Populus)、柳树(Salix)；野生的灌木、草类如苋；叶类作物，如烟草(Nicotiana tabacum)；块茎作物，如马铃薯(Solanum tuberosum)；谷类作物，如玉米(Zea mays)；纤维作物，如大麻(Linium usitatissimum)和棉花(Gossipium hirsutum)等。从当前国内外植物提取技术研究与实践进展来看，这些植物存在生物量小或重金属富集量低，或只对一种或少数几种重金属具有耐性或易造成二次污染，或无明显的经济价值等缺陷。

苎麻(Boehmeria nivea)为苎麻属(Boehmeria Jacq)荨麻科(Urticaxeae)植物。苎麻是多年生宿根性植物，并且是重要的纤维作物，其分类学特征如下：亚灌木或灌木，高0.5~1.5米；茎上部与叶柄均密被开展的长硬毛和近开展和贴伏的短糙毛。叶互生；叶片草质，通常圆卵形或宽卵形，少数卵形，长6~15厘米，宽4~11厘米，顶端骤尖，基部近截形或宽楔形，边缘在基部之上有牙齿，上面稍粗糙，疏被短伏毛，下面密被雪白毡毛，侧脉约3对；叶柄长2.5~9.5厘米；托叶分生，钻状披针形，长7~11毫米，背面被毛。圆锥花序腋生，或植株上部为雌性，其下的为雄性，或同一植株的全为雌性，长2~9厘米；雄团伞花序直径1~3毫米，有少数雄花；雌团伞花序直径0.5~2毫米，有多数密集的雌花。雄花：花被片4，狭椭圆形，长约1.5毫米，合生至中部，顶端急尖，外面有疏柔毛；雄蕊4，长约2毫米，花药长约0.6毫米；退化雌蕊狭倒卵球形，长约0.7毫米，顶端有短柱头。雌花：花被椭圆形，长0.6~1毫米，顶端有2~3个小齿，外面有短柔毛，果期菱状倒披针形，长0.8~1.2毫米；柱头丝形，长0.5~0.6毫米。瘦果近球形，长约0.6毫米，光滑，基部突缩成细柄。花期8~10月。

苎麻纤维是我国天然纤维的主打产品，有很高的经济价值，如果管理措施到位，每公顷的经济效益可达24,000元。由于其具有良好的经济效益和水土保持作用，种植成本低，产量高，苎麻被广泛种植于中国广东、贵州、湖南、湖北、安徽、浙江、江苏、河南、陕西、甘肃、江西、广西、台湾等地。后来的研究发现，苎麻对砷、镉具有富集作用，并有研究进一步关注于苎麻超富集重金属的生理机制。但是，目前这些的应用只是停留在室内实验和小面积的田间示范实验阶段，以及机理性的研究阶段，没有形成成熟而综合的修复土壤中多种重金属的复合性污染的方法。专利200410027833.3通过在土壤中种植小飞扬草和苎麻，并接种金属活化细菌，发现当三者同时存在时，能提高对土壤中铅和镉的吸收能力，但该技术仅针对土壤铅和镉的修复，并且操作条件较为苛刻，实行难度高；再者，该技术中植物种植到一定程度时，难以维持良好的生长状态，难以循环往复地收割地上部分，留下地下部分继续生长，以持续地进行原地生长的持续修复。