[发明专利]重金属污染土壤螯合诱导植物修复的残留和淋溶风险评价技术

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理评估技术领域，涉及螯合诱导植物修复技术的风险评估。

背景技术

随着工农业的快速发展和人口的增加，土壤重金属污染问题日益突出，已成为一个全球性的问题。植物修复技术具有成本较低、环境友好等优点，被认为是具有巨大发展前景的新技术，已引起各国科学家的广泛关注，但缺点是修复所需要的时间较长。由于螯合剂能与土壤中的重金属鳌合形成可溶性金属鳌合物，从而可以增加重金属的可利用率和迁移率，使其更容易被植物吸收并转运到地上部。螯合剂被广泛应用于重金属污染土壤的化学淋洗修复和螯合诱导植物修复中。然而关于这种诱导作用的潜在的环境风险必须予以考虑，由于一些螯合剂在环境中的持久性和难生物降解性，可能会引起土壤和沉积物中重金属元素的溶出，增加重金属在土壤和沉积物中的移动性，使其淋溶到深层土壤或随水流污染地表和地下水，特别是在施加螯合剂处理短时间内降水或灌溉的条件下，而螯合剂的残留也会抑制后季植物的生长。因此，对螯合诱导植物修复重金属污染土壤淋溶风险及残留效应进行评估，能够为未来有效地开发、应用和发展这种环境修复技术奠定基础。

近年来，国内外也有关于螯合诱导植物修复重金属污染土壤淋溶风险和残留效应评价的研究。目前大多数评价螯合剂施加引起的重金属淋溶风险的研究多集中在分析土壤中螯合剂及可溶性金属含量方面。土壤重金属的总量能在一定程度上表征土壤污染程度，但土壤重金属的化学形态分布能更准确反映土壤重金属的生物有效性和迁移能力。几种不同的化学试剂，如CaCl₂、NH₄OAc和NH₄NO₃提取态常用来表征被植物吸收的形态，但这种表征通常也不能真实反映植物吸收情况。由于植物修复需要连续种植几季甚至几十季才能修复污染，因此，螯合剂的施加对后季植物的影响应当是评价螯合剂残留效应的一个重要内容，而目前关于螯合剂施加对后季植物影响的研究仅有少数报道。而重金属污染土壤螯合诱导植物修复淋溶风险评价的研究尚缺少直接的实验数据。在重金属对环境污染日趋严重和对环境修复技术的需求日益增加的情况下，对重金属污染土壤螯合诱导植物修复技术的风险进行合理评价具有特别重要的理论和现实意义，这也将成为今后植物修复研究的热点。而关于重金属污染土壤螯合诱导植物修复技术对深层土壤的淋溶风险的植物评价方法尚未有研究报道。

发明内容

本发明的目的是利用盆钵上下叠放以模拟不同深度的土壤，克服传统土柱试验的缺点，通过在下层土壤种植植物和分析土壤样品，准确而方便地对施用螯合剂引起的残留效应和对下层土壤的淋溶风险进行评估。并采用连续种植3季植物的方法监测螯合剂的残留效应，为探索重金属污染土壤螯合诱导植物修复技术对深层土壤的淋溶风险和残留效应的评价提供便利技术。

本发明的技术解决方案为一种重金属污染土壤螯合诱导植物修复的残留和淋溶风险评价方法，其特征是能够方便地在深层土壤种植植物和采样，准确地对深层土壤进行风险评估。本发明采用“盆上盆”的试验设计，可以在下盆种植植物模拟植物在不同深度土壤的生长对螯合诱导植物修复技术中螯合剂施加引起的淋溶的重金属有效性进行评价。而这种评价方法在传统土柱试验方法中是很难做到的。

附图说明

图1“盆上盆”的试验设计方法

图2螯合诱导植物修复的残留和淋溶风险评价方法

具体实施方式

实施例1：试验设计

采用将一个盆钵叠放在另一个盆钵上面以模拟不同深度的土壤，每盆装重金属污染土壤1.0kg(风干重)。试验土壤全铜含量为453mgkg^-1，土壤经自然风干后，过2mm筛。以不种植物和不种植物施加EDDS为对照，种单子叶植物黑麦草和双子叶植物茼蒿并且施加EDDS和不施加EDDS为处理。试验设计见图1。

第一季：在上盆种茼蒿和黑麦草，幼苗生长42天后，施加EDDS处理。EDDS施加量为5mmol kg^-1。在施加EDDS处理后的第3、第4天分别用200ml去离子水(相当于15mm降水)模拟大量降水浇到上盆土壤中，下面盆钵接淋溶液。EDDS处理7天后收苗，并在EDDS施加后的第7、14和28天分别将土从盆钵中取土，混匀后测定CaCl₂提取态Cu含量。

第二季：接完淋溶液后上下两个盆钵分开，所有盆钵中土壤混匀后放回原来盆钵。在收获第一季植物的第25天，在上盆和下盆同时种植和第一季相同的植物。浇水保持土壤湿润，维持植物正常生长，植物生长49天后收获。