[發明專利]利用皇竹草修復酸和重金屬鎘復合污染土壤的方法

無效

• 申請號: 201310366501.7
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103406350A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 謝華;吳昊;廖曉勇;余孟好;狄瑜
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區環境保護科學研究院
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/10
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域

本發明涉及環境中重金屬污染的修復技術，具體涉及一種利用皇竹草修復酸和重金屬鎘復合污染土壤的方法。

背景技術

農田土壤污染已成為制約農業可持續發展和食品安全的重要因素之一。2001年，廣西自治區環江毛南族自治縣遭受百年不遇的洪澇災害，造成北山、雅脈、都川區域的選礦廠固體廢棄物隨洪水流入大環江，約0.8-1.0萬立方米的尾砂和硫鐵粉被沖入河道，致使沿江洛陽、大安和思恩三個鄉鎮沿河農田土壤遭受嚴重污染。鉛鋅礦尾砂和硫鐵粉等物質進入項目區土壤產生強酸化作用，同時伴隨一系列嚴重的生態環境問題：土壤酸化、重金屬毒害、鋁鐵毒害、農作物減產甚至絕收、土壤質量退化、污染地下水和地表水等。這類土地環境問題對當地居民的生活和健康產生極大的威脅，并且對后代的生長發育有著更大的危害影響。

重金屬污染土壤的治理途徑有兩種：一種是將污染物清除，另一種是改變重金屬在土壤中的存在形態，使其固定。圍繞這兩種途徑產生了不同的修復技術和措施，主要有工程措施、物理、化學修復技術、農藝調控措施等。這些方法各有其優點，但一般都存在工程量較大，費用高，易造成二次污染以及導致土壤結構破壞和土壤肥力退化等生態問題。

生物修復是利用生物技術治理污染土壤的一種新方法。目前，生物修復技術主要集中在植物和微生物兩方面。植物修復技術是一種利用自然生長或遺傳培育植物修復重金屬污染土壤的技術。根據其作用過程和機理，重金屬污染土壤的植物修復技術可分為植物提取、植物揮發和植物穩定3種類型。植物提取，即利用重金屬超積累植物從土壤中吸取金屬污染物，隨后收割地上部分并進行集中處理，連續種植該植物，達到降低或去除土壤重金屬污染的目的；另外，加入一些有機絡合劑來增加土壤中重金屬的生物有效性也可提高植物對重金屬的吸收。植物揮發，其機理是利用植物根系吸收金屬，將其轉化為氣態物質揮發到大氣中，以降低土壤污染；目前這方面研究最多的是類金屬元素Hg?和非金屬元素Se。植物穩定，利用耐重金屬植物或超累積植物降低重金屬的活性，從而減少重金屬被淋洗到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性，其機理主要是通過金屬在根部的積累、沉淀或根表吸收來加強土壤中重金屬的固化。

皇竹草(Pennisetum?hydridum)為多年生禾本科植物，直立叢生，根系發達，植株高大，具有較強的分蘗能力，單株每年可分蘗80-90株，堪稱草中之皇帝。皇竹草株高達4-5米，節間長9.15厘米；有15-30個有效分蘗，每節著生1個腋芽，并由葉片包裹，葉片互生，長60-132厘米，葉片寬3-6厘米，8個月共生長35片葉；密集圓錐花序，長20-30厘米，但在溫帶地區栽培多不抽穗，只能利用腋芽進行無性繁殖。皇竹草對土質要求不嚴，酸性、粗沙、粘性、紅壤土和輕度鹽堿性土壤均能生長，在長期浸漬或干旱的條件下均生長良好，在我國南方種植產量達300噸/公頃以上。本發明人在從事重金屬污染土壤修復的研究工作中發現，皇竹草抗逆性強、生物量大、水分利用效率高，在酸和重金屬鎘土壤中長勢良好，對修復酸和重金屬鎘復合污染土壤效果顯著。

發明內容

本發明目的是：針對已有的修復酸和重金屬鎘復合污染土壤技術方法存在的工程量大、費用高、易導致土壤結構破壞等缺點，提供一種利用皇竹草修復酸和重金屬鎘復合污染土壤的方法。

本發明是這樣實現的：

一種利用皇竹草修復酸和重金屬鎘復合污染土壤的方法，是將皇竹草種植在酸和重金屬鎘復合污染的土壤中，利用皇竹草根系發達，地上部生物量大，能吸收積累重金屬鎘的特性，吸收土壤中重金屬鎘并轉移至植株地上部分；皇竹草種植三個月后，每月定期收割其地上部生物量，并灰化處理，提取重金屬；由于其為多年生植物，生長期在每年4-11月，第二年開始無需再重復種植，每月定期收割其地上部生物量，并灰化處理，直到污染土壤修復至環境安全標準；其具體步驟包括：

①整地：在冬末春初時翻耕受酸和重金屬鎘復合污染土壤，翻耕深度≥30cm，不施加任何肥料和添加劑，或者對復合污染土壤進行pH值處理和施放基肥；

②栽苗：每年春季土壤濕潤或陰雨天種植，按75-85cm行距挖溝，溝深度為30cm，將皇竹草種苗埋至溝中，然后回土將種苗覆蓋，回土覆蓋厚度15-25cm；種植密度75-85cm×45-55cm；

③管理：植物全生育期無需灌溉和施肥，或者將后處理得到的有機液肥或沼液在生長期每月施肥一次；