[发明专利]一种利用再力花固定和稳定湖泊底泥中重金属Pb的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程，涉及重金属污染底泥的景观水生植物净化修复技术，具体地说涉及一种首次利用水生植物再力花固定/稳定湖泊底泥中重金属Pb的方法。

背景技术

随着城市水环境重金属污染成为一个备受关注的世界性环境问题，此类研究也随之成为国内外环境科学与工程研究领域的热点科学问题和技术前沿，其中植物修复技术，由于其具有投资少、不破坏场地结构、不引起地下水二次污染等优点，在对重金属和有机污染物的处理上已显示出其明显的有效性，已成为土壤、水环境重金属面源污染修复的重要手段。

尽管人们已经认识到了植物修复在修复土壤、水环境、水环境重金属中低水平面源污染中具有重要意义，但是目前所筛选出来的超积累植物大多为杂草种类，适用于矿山和农田重金属污染，不适合城市水环境的修复。因此采用水湿生植物进行城市水环境重金属中低水平污染的植物修复具有广泛的应用前景。

植物稳定修复技术是利用某些植物的吸收、螯合、络合、沉淀、分解、氧化还原等多种过程，将土壤中的重金属污染物进行钝化或固定，以降低其生物有效性及迁移性，将其转化为相对环境友好的形态，从而防止其进入食物链和地下水，避免或减轻污染物对生物和环境的危害。该技术的主要作用机理是通过改变根际环境的pH和Eh值，使污染物在根部积累、沉淀或吸收来加强土壤中重金属的固化。该技术目前已成功在矿区复垦和土壤污染修复中应用的植物有印度芥菜、油菜、杨树、苎麻、燕麦、香根草等，适用于表面积大、土壤质地黏重和有机质含量高的污染土壤的修复。Cunningham等(1995)在研究植物固定土壤中的Pb时，发现一些植物可以降低土壤中Pb的生物有效性，而Dushenkov等(1995)进一步研究发现Pb可与植物分泌的磷酸盐结合，形成难溶的磷酸铅固定于植物根部，从而减轻Pb对环境的毒害作用。

湖泊沉积物重金属污染是水体中各种沉积物和水生生物腐败体的混合物，是大多数水体生物赖以生存的主要基质。近年来由于城市化和工业化急剧发展，大量重金属污染物随着大气沉降、废水排放、地表径流等途径进入水体，并最终汇集到沉积物中。另一方面，随着水体物理化学环境的变化，沉积物中的重金属污染物也会再次释放出来随着水流扩散，因此水体沉积物是水体污染物的重要汇和源。水湿生植物是湿地生态系统的重要组成部分，我国共有水湿生植物约250种，根据其生活习性及形态，可以分为3大类，分别为挺水植物、浮水植物和沉水植物。许多种水湿生植物不光是园林观赏植物，并且对净化水体具有重要作用。黄永杰(2006)野外调查研究结果发现，浮萍、香蒲、芦苇等水湿生植物在重金属复合污染水域中种植具有富集重金属的潜力。王敏等(2013)对6种水生植物对水体重金属的去除效果的研究发现，鸢尾、马蔺和菖蒲对Cd的净化效果较好，去除率可达到95％以上；旱生美人蕉、水生美人蕉、旱伞草、鸢尾、马蔺、菖蒲对Pb的去除率均达到98％以上。王谦和成水平(2010)的研究结果发现睡莲对水体中Cr⁶⁺的去除率可达93％。由此可见，水湿生植物在水体净化具有重要功能和潜力。

再力花(ThaliadealbataFraser ex Roscae)是一种竹芋科多年生挺水植物，花期为4-10个月，生物量较大、喜温暖水湿、耐半阴，适应性强，具有很好的观赏价值，并且种植后管理方便，不用专门打理。本发明提供一种方法，利用常用的水生景观植物来修复和净化水体及底泥，起到兼顾美化环境和净化环境的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用再力花固定和稳定湖泊底泥中重金属Pb的方法，在景区浅水区种植再力花，当植物生长至成熟后，将植株整体或地上部分从种植地点移除，从而实现净化底泥重金属净化的目的。通过以下步骤实现：

在湿地景区浅水区配置种植再力花(ThaliadealbataFraser ex Roscae)，于春季丛植、片植于池边、湖畔，在花后进行分株要避开梅雨季节。将植株残叶、过高枝剪去。栽植密度为6～8丛/m²，1～2株/丛。栽植后覆土压紧。秋季种子成熟前，收割地上部分及挖除部分地下根茎，进行适当处理，次年重复该过程，完成净化底泥重金属Pb。

待再力花成熟时将植株整体或者地上部从种植点移除，次年种植第二茬，配合其它水生植物，使水体和底泥中Pb的含量下降至环境安全标准。