[发明专利]插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法

说明书

技术领域

本发明涉及农用地土壤镉(Cd)污染修复与治理技术，具体涉及插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，是一种原位清除农田土壤中多余Cd的大生物量植物修复技术，与传统的超累积植物修复技术相比，本项技术具有更广泛的推广应用前景，可以将柳树苗木培育同农田土壤Cd污染修复结合起来，可以将观赏林、防护林等绿色建设与土壤重金属去污结合起来，是从根本上解决农田土壤Cd污染并能充分利用土地资源、苗木资源的有效方法。

背景技术

2014年4月17日国家环保部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》指出：全国耕地污染占比达到19.4％，以镉等重金属污染问题尤为突出。农业部曾对全国24省、市的320个严重污染区土壤调查发现，土壤重金属超标率占污染土壤和农作物的80％，全国目前约1.3万公顷耕地受到Cd污染，每年因为重金属污染而损失的粮食约1000万吨，经济损失至少达200亿元。耕地Cd污染不仅威胁粮食的生产安全，还直接联系到人体健康乃至民族的未来，防治耕地或农田土壤Cd污染正成为全国人民所高度关注的时代话题。治理农田土壤Cd污染需要成熟的修复技术，土壤Cd污染植物修复技术是从根本上清除土壤中残留重金属的一劳永逸的方法，具有生态、可持续、绿色等特点，也最容易为世人所接受、当然也最有挑战性。针对Cd等重金属污染土壤的植物修复技术研究多年来就受到土壤学、环境学、生态学、农学、地球化学等学科领域的广泛关注，但目前能真正推广应用的成熟技术并不太多。

植物修复技术适用于中、低强度的大范围污染治理，能在不破坏土壤生态环境保持土壤结构的情况下，通过植物根系直接将大量重金属元素吸收，绿色环保，对重金属污染土壤的治理成效具有永久性。现代土壤重金属污染植物修复技术研究起步于发达国家，曾有一些发达国家在工业排污口开发人造湿地并种植大型水生植物，用来吸收水体中重金属等。在北美、欧洲及东南亚等国都有学者开展过用植物超累积吸收修复污染土壤的试验。Marchiol等2004年提出了用于植物萃取的理想植物标准：一是能够吸收土壤中的重金属并且能将其迁移至植物地上部分；二是对土壤中重金属污染具有较强的忍耐性；三是生长速度快且生物量大；四是适应性强和易于收割。其中木本植物生物量大，对重金属耐性好，可以产生较高的萃取总量。而柳树作为木本植物的代表，在植物修复技术研发中被利用得也比较广。我国从事镉等重金属污染土壤植物修复技术研究也有一段经历，但成熟实用的植物修复技术有限，多仍处于探索阶段，还没有形成具有适合大规模推广价值的技术。植物修复技术研究有两个基本方向，就是寻找能吸收土壤重金属的大生物量植物与超累积植物，柳树属于大生物量植物。

超累积植物就是寻找能超量富集土壤重金属的植物，是目前植物修复技术研究的主流，多以草本植物为主。草本植物种类繁多，抗逆性强，具有广泛的适应性和顽强的生命力，对重金属的耐性强，也被广泛应用于重金属污染土壤植物修复技术研发。目前发现的多种重金属超积累植物都属于草本植物，例如：砷超累积植物蜈蚣草、锌镉超积累植物天蓝遏兰菜、锰超积累植物商陆等。草本植物中的超富集植物对高浓度重金属仍然有较强的适应能力，可以有效地保护地表土壤，富集高浓度金属。但是草本植物的生物量较小，萃取土壤重金属的总量并不一定很多。与草本植物相比，木本植物根系发达，可以吸收深层土壤中重金属元素，萃取土壤重金属的总量相对更高，且收获后还可以用作燃料使用或木材使用，收集烟气和灰分进一步处理后回收金属材料，该途径可以避免重金属进入食物链。因此，像柳树等木本植物萃取土壤残留重金属的技术研究也一直没有停顿。植物修复的近期研究工作主要集中在以下3个方面：

(1)寻找、筛选自然界中累积、超累积植物，培育驯化以满足实际修复工程应用。

(2)植物对重金属吸收、积累和解毒机制研究，影响植物吸收的根际土壤环境条件及根际作用机理研究，对正确指导实际应用及采取合理调控技术具有重要作用。

(3)联合修复技术开发及应用。螯合剂-植物修复技术，向土壤中施用螯合剂提高土壤溶液中重金属的含量，强化超累积植物对重金属的吸收。