[發(fā)明專利]一種利用能源植物配置模式修復(fù)重金屬污染土壤的方法

有效

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• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103962369A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣麗娟;易心鈺;吳曉芙;劉強;李昌珠;陳韻竹;李培旺
• 申請（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/10
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀;許伯嚴(yán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種修復(fù)重金屬污染土壤的方法，尤其是涉及一種利用能源植物配置模式修復(fù)重金屬污染土壤的方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，嚴(yán)重影響并威脅人類的健康和生存，其中，重金屬污染問題尤為突出，鉛（Pb）、鋅（Zn）、錳（Mn)、銅（Cu）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、汞（Hg）、砷（As）、鎳（Ni）等是較常見的重金屬污染元素。據(jù)估計，我國重金屬污染物的排放總量大約為0.09萬噸，每年被重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬噸，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過100億元。由于重金屬進(jìn)入土壤后具有隱蔽性、長期性和不可逆性等特點，導(dǎo)致土壤破壞嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)的正常功能發(fā)生異常，因此，污染土壤的修復(fù)問題已成為環(huán)境科學(xué)研究的活躍領(lǐng)域，同時也是世界性難題。

目前，重金屬污染土壤的修復(fù)主要采用工程、物理化學(xué)和生物修復(fù)。然而，工程及物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)存在一定的局限性，如成本高，難以管理，易造成二次污染，對環(huán)境的擾動大等，而生物修復(fù)中的植物修復(fù)以其低成本、來源廣、不破壞生態(tài)環(huán)境等優(yōu)勢被稱為真正的“綠色修復(fù)技術(shù)”，已成為治理環(huán)境污染的主力軍和關(guān)注的焦點。

當(dāng)前植物修復(fù)技術(shù)主要圍繞超富集植物對重金屬的提取作用展開，但存在以下問題：（1）超富集植物品種資源不足，篩選培育周期長，短時期內(nèi)難以獲得可規(guī)模化利用的、適應(yīng)性強的植物品種；（2）單一性，超富集植物對重金屬具有一定的選擇性，即一般只對一種或二種重金屬具有超富集能力，而實際情況是，被污染土壤大多是幾種重金屬復(fù)合污染，因此單一種植物難以全面凈化土壤中的多種污染物；（3）現(xiàn)采用的超富集植物的生物量普遍較小，重金屬總體去除率仍舊很低；（4）現(xiàn)有超富集植物資源化利用程度低，修復(fù)植物后續(xù)處理方法通常是以植物整株移走或焚燒為主，植物修復(fù)材料不具備利用價值，且該種方法并沒有將重金屬離子從環(huán)境中根本性去除，植物中富集的重金屬離子又會回到環(huán)境或土壤中或是將污染轉(zhuǎn)運到其他區(qū)域，產(chǎn)生二次污染；（5）從應(yīng)用角度看，超富集植物的利用大都仍處于實驗室和中試階段，還不能大面積栽培推廣應(yīng)用。

目前，已報道的應(yīng)用能源植物修復(fù)重金屬污染土壤存在植物種類少、多樣性不足，重視單一植物的功能、忽略植物群落的復(fù)合作用，強調(diào)短期修復(fù)效果，極少考慮群落的穩(wěn)定性、修復(fù)的可持續(xù)性等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用能源植物配置模式修復(fù)重金屬污染土壤的方法，其萃取固化作用對重金屬污染土壤修復(fù)能力較強。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種利用能源植物配置模式修復(fù)重金屬污染土壤的方法，選擇對重金屬有耐受性的能源植物，在重金屬污染土壤上構(gòu)建植物群落。

進(jìn)一步，所述能源植物為選擇自光皮樹、烏桕、鵝掌楸、杉木、櫸木、白檀、蓖麻中的至少一種。

進(jìn)一步，選用不同種類的能源植物混種模式構(gòu)建植物群落。

進(jìn)一步，油料植物的混種模式為光皮樹、烏桕、白檀和蓖麻混種。

進(jìn)一步，能源用材林混種模式為光皮樹、鵝掌楸、杉木和櫸木混植。

進(jìn)一步，選用不同品種的蓖麻混種模式。

進(jìn)一步，所述能源植物的種植方式為株間混交。

進(jìn)一步，萃取和固化土壤中的鉛和鋅，選用光皮樹、烏桕、白檀和蓖麻混種模式。

進(jìn)一步，萃取和固化土壤中的鉛和鋅，選用光皮樹、烏桕、白檀、蓖麻株間混種。

進(jìn)一步，萃取和固化土壤中的Cd，選用單一種植蓖麻的模式。

本發(fā)明之利用能源植物配置模式修復(fù)重金屬污染土壤的方法，選擇對重金屬耐受性較強的能源植物，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，在重金屬污染土壤上構(gòu)建不同配置模式的植物群落,配置組合后的植物能與污染區(qū)本底植物及其土壤環(huán)境有機(jī)銜接。

本發(fā)明選擇具有能源、經(jīng)濟(jì)、景觀及生態(tài)價值的油料植物和用材樹種，采用科學(xué)合理的、近自然配置規(guī)則，構(gòu)成本發(fā)明技術(shù)的總體思路。植物成熟后，隨機(jī)取樣，全株收割，并同時測定修復(fù)前后的根際土壤及植株地上、地下部分的重金屬含量，計算重金屬去除率（萃取率）；同時觀測群落構(gòu)建前后，水土流失量，計算群落對重金屬的固化率。

所述能源植物和用材樹種主要來自山茱萸科（Cornaceae）、山礬科（Symplocaceae）、大戟科（Euphorbiaceae）、木蘭科（Magnoliaceae）、杉科（Taxodiaceae）、榆科（Ulmacaea），包括：