[發(fā)明專利]一種降低油菜鎘污染風險的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310181701.5
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103238440A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 王林;徐應明;孫約兵;梁學峰;林大松;孫揚;秦旭
• 申請（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00;B09C1/08;C09K17/04
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤重金屬污染的綜合治理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種降低油菜鎘污染風險的方法。

背景技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展和城市化進程的加快，土壤環(huán)境受到日益嚴重的重金屬污染，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和人類健康產(chǎn)生極大危害。據(jù)統(tǒng)計，我國受Cd、As、Pb等重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃,約占總耕地面積的1/5；其中，工業(yè)“三廢”污染耕地1000萬公頃，受污水灌溉污染的農(nóng)田面積330萬公頃。我國每年因重金屬污染而減產(chǎn)糧食超過1000萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸，由此造成的經(jīng)濟損失合計至少為200億元。目前我國菜地重金屬污染狀況也日趨嚴重。有調(diào)查表明，我國菜地土壤Cd污染最為嚴重，Cd含量超標率高達24.1%。天津市開展的菜地土壤重金屬含量狀況調(diào)查表明，市郊部分菜地土壤Cd和Hg污染嚴重。遼寧農(nóng)業(yè)環(huán)保監(jiān)測站調(diào)查表明，近3600?hm²的菜地土壤受到重金屬污染，各種蔬菜已受到不同程度的重金屬污染，蔬菜綜合超標率為36.1%。上海市近年來開展的調(diào)查表明部分菜地土壤受到重金屬污染，主要污染元素為Cd和Hg。由此可見，菜地土壤的重金屬污染問題已嚴重威脅到我國蔬菜安全生產(chǎn)，成為亟需解決的突出環(huán)境問題。

目前可用于治理土壤重金屬污染的技術(shù)很多，主要包括：1）物理修復技術(shù)，如客土法、電動力法以及固化法；2）化學修復技術(shù)，如化學淋洗法、氧化還原法以及化學鈍化法；3）生物修復技術(shù)，即利用某些植物、動物、微生物來吸收、提取或固定土壤中的污染物，其中以植物提取修復技術(shù)研究較多。雖然近年來土壤重金屬污染修復技術(shù)研究獲得了飛速的發(fā)展，但是現(xiàn)有的重金屬污染修復技術(shù)也存在著局限性。例如，客土法、電動力法、化學淋洗法成本較高，對土壤擾動大，嚴重降低土壤肥力，而且易造成二次污染，因此只適用于治理小范圍嚴重污染土壤以及處理突發(fā)污染事故。而植物提取修復技術(shù)雖然因其操作簡便和環(huán)境友好而受到廣泛關(guān)注，但目前發(fā)現(xiàn)的修復用植物品種有限，且多數(shù)生物量低，生長緩慢，適應能力差，修復效率難以滿足實際應用的需要。總之，目前用于治理土壤重金屬污染的實用、可靠、成熟的技術(shù)較少，尋求高效、經(jīng)濟、安全的土壤重金屬污染治理技術(shù)已成為擺在人們面前的重要課題之一。

農(nóng)作物累積重金屬的能力在品種間存在較大差異，為綜合治理土壤重金屬污染以及有效降低作物受重金屬污染的風險提供了新的思路。目前對小麥、水稻、大豆、馬鈴薯、蕹菜、菜心以及番茄多種大田作物和蔬菜的研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物累積重金屬能力的差異不僅體現(xiàn)在種間差異上，而且在同一種內(nèi)的不同品種間也有明顯差異。有學者對多種葉菜類蔬菜種間和種內(nèi)鎘吸收的差異研究發(fā)現(xiàn)，鎘積累的品種間差異甚至大于種間差異。基于這一發(fā)現(xiàn)，一些對重金屬累積能力較低的品種，即重金屬排異品種被篩選出來，這些排異品種在中輕度污染土壤上種植時可食部位的重金屬含量低于相關(guān)食品安全標準的最大限值，從而可以有效降低作物受重金屬污染的風險，保證農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)。近年來，科學家成功培育和應用了多個Cd排異作物品種。加拿大、美國以及澳大利亞等國的科研人員分別成功選育和推廣了硬粒小麥、向日葵以及馬鈴薯的鎘排異品種，有效降低了這些作物受重金屬鎘污染的風險。

然而，重金屬排異品種的應用會受到土壤重金屬污染水平的嚴格限制。對于許多易于累積重金屬的蔬菜而言，選育的重金屬排異品種僅適合在重金屬輕度污染土壤上應用，在中、高污染地區(qū)則由于可食部位重金屬含量超標風險較大而無法種植、推廣。有學者指出，在排異品種栽培時輔以合理的化學或農(nóng)藝學調(diào)控措施，通過與重金屬元素直接作用或改變土壤理化性質(zhì)，從而降低重金屬在土壤中的移動性和生物有效性，進一步減少作物可食部位重金屬含量，將是一種比單獨應用排異品種更為有效的途徑。

鈍化措施是目前常用的一種降低土壤重金屬活性的調(diào)控措施，它主要是通過添加鈍化材料來改變土壤重金屬賦存形態(tài)，進而降低重金屬的生物有效性，以減少作物重金屬吸收。粘土礦物是目前較為常用的一種鈍化材料，它用于鈍化調(diào)控具有原位、廉價、易操作、有效期長、對土壤理化性質(zhì)和質(zhì)地無影響的優(yōu)點，并且作為土壤的主要組分之一，它可以增強土壤的自凈能力，改善土壤的團粒結(jié)構(gòu)。此外，我國粘土礦物資源具有品種豐富、分布廣泛、儲量巨大、價格低廉的優(yōu)勢，將其用于重金屬污染土壤的鈍化修復，不僅可以為污染環(huán)境治理提供一條有效的途徑，也有利于粘土礦物資源的綜合利用。常用于重金屬污染土壤鈍化修復的天然粘土礦物有:沸石、蒙脫石、高嶺石、凹凸棒石、海泡石和蛭石，其中，以沸石、海泡石、蒙脫石的鈍化修復效果較好。