[发明专利]紫茎泽兰在修复矿区重金属锌铅铜污染土壤中的应用

说明书

  

技术领域

本发明涉及矿区环境中重金属污染的修复技术领域，即利用一种菊科植物紫茎泽兰在修复重金属污染的土壤，具体为紫茎泽兰在修复已经有该植物广泛分布的矿区重金属锌铅铜污染土壤中的应用。

背景技术

随着经济全球化的迅速发展，环境污染和生态破坏日益严峻，严重影响并威胁到人类的健康和生存，其中重金属元素对环境的污染和破坏尤为严重。而人类对矿产资源的开发和利用正是土壤重金属污染物的主要来源之一。矿山开采过程中洗选废液的排放及尾矿中所含有的重金属，对周围环境、地表水、地下水造成严重的污染。因此，矿业废弃地的恢复已成为我国当前所面临的紧迫任务之一，也是我国实施可持续发展战略应优先关注的问题之一。由于重金属元素是一种潜在的污染物，很难被土壤微生物降解，重金属污染具有隐蔽性、长期性、累积性、不可逆性的特点，导致重金属污染治理困难，因此矿区重金属污染的治理已成为当前环境科学界急需解决的重大课题。

目前，重金属污染土壤的修复主要采用物理、化学和生物学修复。植物修复是生物修复中的一种，也是目前国际学术界研究的热点问题，并且开始进入初步商业化阶段。相对于其它修复技术，其成本低、效果好、应用前景广泛、无二次污染，且复垦后会有较多的生态效益和审美价值，能达到对污染土壤永久清洁修复的目的，因而被公认为环境友好型原位绿色修复技术。植物修复主要包括植物提取、植物挥发、植物稳定等方式。其中，植物提取主要是利用自然生长的富集或超富集植物吸收、转运和富集土壤重金属到植物地上部，然后将其收获焚烧回收重金属的过程。该修复技术的效果取决于如何提高植物地上部分生物量及重金属含量，即需要选育生长速度快、生物量大且能富集或超富集一种或多种重金属的植物即具有修复潜力的植物。

富集重金属植物对重金属具有一定的选择性，即一般只对一种重金属具有耐性和富集能力，而土壤重金属污染多为几种重金属复合污染，用只对一种重金属富集的植物难以全面清除土壤中的多种污染物。因此，寻找对土壤重金属锌、铅和铜污染具有广谱的重金属耐性和积累特性的植物，是多种重金属污染土壤植物修复技术亟待解决的问题。

矿山开采过程中洗选废液的排放及尾矿中所含有的重金属，对周围环境、地表水、地下水造成严重的污染。因此，利用能在废弃的矿山或金属矿露头上自然生长的优势植物对矿业废弃地进行恢复是解决这一环境问题的有效途径之一。而目前可用于锌、铅和铜污染土壤修复的植物品种资源不足，其大多数植物富集部分生长缓慢、植株矮小或地上部生物量小，在实际应用中受到限制，部分植物因受土壤类型、污染类型、气候等环境条件的影响无法生长。另外，入侵植物的防治也成为目前的研究热点，但很少有研究将入侵植物防治与重金属污染土壤的植物修复相结合。因此，利用入侵植物生长迅速、生物量大、抗逆性强、耐旱耐贫瘠的特点，用于修复已经有该植物入侵的矿区重金属污染土壤，以达到以害治害、变害为宝的目的非常有必要。

因此，寻找适合于川西气候、矿区重金属污染土壤条件，生长迅速，生物量较大且对锌、铅和铜富集能力强的植物新品种是该区域矿山重金属污染土壤植物修复技术亟待解决的问题。本研究中选取的紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）为菊科多年丛生型半灌木草本植物，由于它抗逆性强、生长迅速，且在许多矿区有广泛分布，是一种对已有其广泛分布的矿区污染土壤的潜在修复植物。目前一些对废弃的矿山或金属矿露头上自然生长的植物进行调查研究发现紫茎泽兰对矿山重金属镉、铬、铅和锌具有一定的抗性和适应能力，是一种富集重金属的潜力植物。但是已有研究没有研究紫茎泽兰在单一及复合重金属锌、铅和铜胁迫下的耐性和富集特征。 

发明内容

发明人在从事重金属污染修复的研究工作中，继发现秃疮花、野茼蒿、蒲儿根、豨签等重金属富集植物之后，再次发现：菊科泽兰属紫茎泽兰，对已有该植物广泛分布的矿区土壤中的重金属锌、铅和铜具有显著的耐性和富集特性。因此，本发明的目的就是针对上述可用于川西矿区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紫茎泽兰在修复矿区重金属锌铅铜污染土壤中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：