[發明專利]NTA與3-吲哚乙酸淋洗劑修復污灌土草坪重金屬的方法

有效

• 申請號: 201410122694.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103849403A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 趙樹蘭;多立安;常晨
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: C09K17/14
• 分類號: C09K17/14;B09C1/08;A01G1/00;A01G7/00
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，涉及一種采用NTA與3-吲哚乙酸淋洗修復污灌土草坪重金屬的方法。

背景技術

污灌是指對城市生活污水和工業廢水進行無害化處理后，直接或間接用于農田污水灌溉、園林污水灌溉和地下水庫回灌。建國后我國于1957年開始興建污水灌溉工程，至今歷時半個多世紀，在此期間我國也通過了相關的污灌原則、方針以及標準。污水中含有大量的重金屬元素，在土壤中積累會影響植物對養分的吸收和利用，也會打亂植物的代謝平衡在北京郊區進行田間實驗，結果表明污灌影響了夏玉米的株高、葉面積指數，使其產量和干物質明顯減少。污灌區作物品質的污染主要表現是農產品中重金屬含量超標以及營養成分的改變。有研究表明,使用污水灌溉泥田大米的各個品質指標均比清水灌溉泥田的有明顯下降。也有研究檢測污水灌溉的土地上生長的馬鈴薯、甜菜等農產品,?結果表明其中Cd含量與土壤溶液中Cd含量呈線性相關。

農業環境保護所在1997年對全國24個省市300多個污染區的農產品進行調查，結果表明小麥、玉米重金屬超標率為15.5%、14.0%?,重金屬污染主要以汞、鉻、鎘、砷等為主。污水灌溉還會使小麥和水稻的蛋白質含量降低,隨著污灌年限的延長,作物的品質會逐年下降。污灌還會明顯的降低蔬菜中維生素C含量,其他營養成分的含量則是有增有減。

污水中的重金屬主要富集在污灌區土壤表層?0-20?cm之間。土壤對重金屬的吸附降低了重金屬向地下的遷移。有研究表明長期污灌的地區,?當地的地下水沒有受到重金屬的污染，多數情況下,污灌水中的重金屬并不會對地下水產生明顯的影響。也有研究表明,?土壤中的重金屬尤其是?Cd會隨淋溶時間的增加表現出向下遷移的趨勢,?從而對地下水造成威脅。總之，污灌的污水中有一部分污染物是被土壤吸附，而另一部分則會向土壤下層移動，最終對淺層地下水造成一定的影響。

污水灌溉一方面造成土壤和農產品污染，使得污染物在作物或者勝出中積累，然后通過食物鏈進入人，繼而導致各種慢性疾病的發病率上升；另一方面長期的污灌會導致地下水水體污染，人們日常飲水或牲畜飲用后也會危害人畜健康；還有長時間的污水灌溉，對直接接觸的農民身體狀況也會有影響。如江西的贛州和大余以及廣東的韶關和曲江、湖南、陜西等19個地區都有個別地區產生“鎘米”的情況，如果長期食用這樣的農產品，會對人的身體健康造成危害。

由于直接用大量未經處理的污水灌溉，水質超標，污灌面積又盲目擴大，造成土壤和作物及地下水的污染，污水灌溉已經是造成我國農村水環境惡化的主要原因之一。污水灌溉大部分是農民自發的，他們多數是在得不到清水的情況下，自發的引入城市生活及工業廢水作為灌溉水源，這在我國北方大中城市的近郊區是很普遍的。

傳統的土壤重金屬污染修復技術有排土填埋法、稀釋法、淋洗法、物理分離法和化學法等。與傳統的處理方式相比,植物修復的主要優點是成本低,處理設施簡單,適合大規模的應用,利于土壤生態系統的保持,對環境擾動小,具有美學價值等特點。

在土壤重金屬污染的生物修復中應用較早、較廣泛的是植物修復技術。植物修復就是利用植物吸收、累積和固定土壤中的重金屬污染物,將其轉移到根部或地上部分,然后在適當的生長階段進行收獲,經過處理后,灰化回收重金屬或進行填埋。陳同斌等首次報到了蜈蚣草能大量富集As的研究結果,同時分析了該植物不同器官對重金屬的富集量,發現蜈蚣草不同器官組織中As的含量為羽片>葉柄>根系,說明As在該植物體中容易向上運輸和富集,顯示出蜈蚣草對As有極強的耐性和獨特的富集能力。Sun等研究發現,生長在含Cd礦渣土壤里的東南景天植株莖和葉中Cd含量明顯高于根部,而生長在非Cd礦區的東南景天植株根部Cd含量則明顯高于莖葉中的含量,從而證實東南景天對Cd也有較強的富集作用。田勝尼等通過與鵝冠草的比較認為,香根草無論是對Cu、Pb、Zn單一污染還是復合污染都有較好的修復功能。葉春和研究了紫花苜蓿對Pb污染土壤的修復及活化機理,從X-ray微區分析結果看出,細胞間隙Pb含量最高,細胞壁和液泡次之,胞質中最低;?Pb在紫花苜蓿體內主要以難溶的形式存在,紫花苜蓿對Pb的耐受與植物絡合素的形成有關。由于紫花苜蓿生物量高,所以,紫花苜蓿可以當作是土壤Pb污染的一種理想修復植物。植物根系分泌物能改變土壤根際環境，可使多價態的?Cr、Hg、As的價態和形態發生改變，影響其毒性效應。植物的根毛可直接從土壤交換吸附重金屬增加根表固定。但是，有的用于修復重金屬污染土壤的超富集植物的生長周期長、生物量相對較小，對于某些生物有效性低的重金屬的富集效率低，這使得單一的使用植物修復受到限制。