[发明专利]火炭母草在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境中重金属污染的修复技术领域，尤其是一种植物火炭母草在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用。

背景技术

环境中重金属镉(Cd)是相对稀有的重金属元素，是典型的分散元素，地壳中的丰度仅为0.2mg/kg，平均含量为0.5mg/kg，主要以硫化物的形式存在于铜、铅、锌等有色金属矿藏中，我国约95％的土壤(表层)Cd背景值为0.017～0.333mg/kg。然而，人类活动可使Cd以各种途径进入土壤，其污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，而Cd迁移转化的最大特点是不能或不易被生物体分解转化后排出体外，在介质中移动性差，不易随水移动，滞留时间长，不能被微生物降解，只能沿食物链逐级往上传递，在生物体内浓缩放大，当累积到较高含量时就会对生物体产生毒性效应，引起致畸、致突变和致癌作用，从而危害人类健康，影响人类正常发育和代谢平衡，造成不可估量的影响。

Cd的环境污染问题自上世纪20年代就已开始出现，但直到60年代日本的富山县神通川流域出现了″骨痛病″之后，有关Cd污染及其生物有效性问题才真正得以引起全世界的关注。

目前修复重金属Cd污染的方法主要包括工程修复、物理化学修复、生物修复(植物修复和微生物修复)以及农业生态修复等。这些方法都具有各自的特点，能在一定程度上降低重金属的污染程度。然而，采用工程、物理化学方法修复重金属具有一定的局限性，通常难以大规模处理污染的大片土壤和污泥，成本均较为昂贵，并且可导致土壤和污泥的肥力退化以及生物活性下降，也容易引起摱挝廴緮；而农业生态措施存在周期长的缺点。在土壤Cd污染的治理修复方面，大都热衷于植物富集提取手段，其原理是利用某些对Cd具有富集能力的植物将土壤中的Cd大量地转移到植株体内(特别是地上部)从而达到修复土壤的目的。这种生物修复特别是植物修复具有投资少、效率高、且不造成二次污染等多种特性，修复潜力大，而且可维持土壤肥力，保持土壤结构和区系生物群落免遭破坏，还能营造良好的生态环境，在修复矿山土壤和污泥等环境的重金属污染中显示了极大的潜力，成为近年来备受关注的研究热点。

目前已开发出可用于修复土壤重金属Cd污染的植物主要包括印度芥菜、宝山堇菜、蒲公英、龙葵、小白酒花、东南景天等。此外，本发明人在多年的专项研究中曾发现了罂粟科秃疮花属植物秃疮花及菊科野茼蒿属植物野茼蒿等对Cd等重金属具有富集特性从而可用于对土壤重金属污染的修复过程(见中国专利ZL 20061002266 9.6及中国专利申请200810045743.5)。

尽管如此，适用于土壤重金属Cd污染生物修复的植物品种仍然极为有限；尤其是随着现代工业的快速发展，重金属Cd污染也日益严重。面对日益严重的重金属Cd污染问题，目前可用于土壤重金属Cd污染生物修复的植物品种资源更是难以满足实际需要，急待进一步研究和扩大可用资源。但众所周知的是，由于地球上植物资源的丰富程度，要确定哪些植物是否具有某些相应的特性，却不是一件容易的工作，即使花费大量人力、物力和财力，也未必就能筛选出符合需要的植物品种。

火炭母草(拉丁名为Polygonum chinense L.)为蓼科蓼属植物，多年生直立或半攀援状草本，常生长于田野、林下溪边、路边和湿地等；野生，无人栽培。其根状茎供药用，清热解毒、散瘀消肿。

发明内容

发明人在多年从事重金属污染修复的研究工作中，在发现秃疮花、野茼蒿等植物对Cd、Cu、Pb、Zn等重金属具有富集特性之后，再次发现蓼科蓼属植物火炭母草(拉丁名为Polygonum chinense L.)，对矿山土壤及污泥等环境中的Cd这种重金属具有显著的富集特性。因此，本发明的目的就是针对上述可用于土壤重金属污染生物修复的植物品种资源不足的问题，提供一种新的植物品种火炭母草在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

火炭母草在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，在含重金属Cd污染物的矿山土壤及污泥中中种植火炭母草(Polygonum chinense L.)，通过火炭母草根系大量吸收污染矿山土壤及污泥中的Cd，并将其转移至茎和叶等地上部器官，从而实现除去矿山土壤及污泥中污染物重金属Cd的目的。

火炭母草的生命力非常旺盛，易于成活，可进行直接移栽、扦插或将种子直播生长；在自然条件下即可存活，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理。