[发明专利]利用棉花萃取土壤中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种治理环境污染技术，特别是涉及一种利用棉花(Gossypium hirsutum Linn.)萃取土壤中重金属Zn、Cu和Cr的方法。

背景技术

鉴于土壤重金属污染的普遍性和严重性，一些发达国家已纷纷制定相应的土壤修复计划。美国联邦政府制定了土壤和地下水修复计划，准备投资数百亿到上千亿美元。1994年美国发起并成立了“全球土壤修复网络(GlobalSoil Remediation Net-work)”。

传统的重金属污染土壤治理主要采用土壤固化、玻璃化、淋滤法、洗土法、客土法、电化学法等物理或化学方法等。这些方法存在着以下缺点：(1)成本高，一公顷的重金属污染土地往往高达数千万美圆，而且难以大规模使用；(2)破坏土壤生态环境，导致土壤结构丧失、土壤生物活性下降和土壤肥力退化，往往需要进行二次处理；(3)二次污染，运用物理、化学方法对重金属污染土壤修复的过程往往又会造成对土壤的再次污染。

因此，从80年代开始，发达国家就非常关注植物修复技术研究，植物修复(phytoremediation)是一种新兴的重金属污染原位(in situ)绿色修复技术，作为其核心技术之一的植物提取技术(phytoextraction)，已发展成为环境科学领域的研究与应用热点，并引起政府、学术界和企业界的高度重视。到目前为止，北美从事环境生物修复技术开发研究的机构和公司已增长到两百多个。2000年，美国植物修复市场销售达1亿美元。

发明人发现从当前国内外植物提取技术研究与实践进展来看，尚存在以下问题：(1)可供选择的能富集重金属Zn、Cu和Cr的植物品种较少，特别是能同时富集两种以上金属的植物极少；(2)被推荐优先使用的超富集植物(hyperaccumulator)，普遍生物量偏低，重金属的总体去除效率较低，同时还存在异地气候适应、缺乏经济效益等问题；(3)污染土壤中重金属生物有效性(bioavailability)有待提高；(4)从应用来看，发达国家的植物修复技术部分已投入实际应用，并获得了较好的环境、经济和社会效益，而我国尚处于起步阶段，相关技术还处于实验室或中试阶段，缺乏推广性和普适性，并且现在尚未有利用非食用性经济作物棉花来同时连续萃取土壤中多种超标重金属的方法。

发明内容

本发明实施方式提供一种利用棉花萃取土壤中重金属的方法，通过种植的可富集重金属的棉花，对土壤中多种超标的重金属进行连续萃取，使土壤的重金属含量达到安全标准，达到治理土壤重金属污染的目的。

本发明实施方式的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种利用棉花萃取土壤中重金属的方法，该方法包括：

切断待修复土地区域的重金属含量超标土壤的重金属元素污染源；

调节控制所述待修复土地区域土壤的pH值在6～7.5之间；

选择棉花作为萃取植物种植在所述待修复土地区域的土壤中；

通过种植后的棉花的生长发育对该土地区域土壤中的多种重金属进行萃取，通过一期或连续多期种植、收割棉花，直到检测土壤中重金属的含量达到安全标准。

所述切断待修复土地区域的重金属含量超标土壤的重金属元素污染源包括：

停止利用污水对所述待修复土地区域的土壤进行灌溉和/或停止对所述待修复土地区域施用重金属含量超标的农药或肥料。

所述调节控制所述土地区域土壤的pH值在6～7.5之间包括：在所述待修复土地区域土壤上施用酸性肥料或碱性肥料或石灰调节控制该土壤的pH值在弱酸性至中性之间。

所述通过一期或连续多期种植、收割棉花包括：以一年为周期，在棉花采摘完成后对当年种植的棉花进行收割一次，或连续多年中，以一年为周期，每年在棉花采摘完成后对当年种植的棉花进行收割一次。

所述连续多期为3～30期。

所述多种重金属包括：锌、铜和铬。

所述选择的棉花包括：一年生草本锦葵科植物，花期为7～8月，果期为10月的陆地棉。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过先切断待修复土地区域土壤的重金属元素污染源，及调节该土壤的pH值为6～7.5后，通过一期或多期种植棉花对土壤中的重金属进行连续萃取，达到该土地土壤中的重金属污染。该方法简单、可操作性强、易于推广，成本低，且得到的棉花植物作物的各部分均可使用，其经济、社会效益大。可以从根本上消除重金属对土壤健康、食品安全与人群健康的危害，该方法不破坏土壤生态环境，有效避免二次污染的发生。