[发明专利]用鸭跖草对含铜污水生物修复的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染治理技术领域，具体涉及利用紫叶鸭跖草和益生菌剂协同作用富集去除污水中的Cu等重金属，从而实现污水的生物修复。

背景技术

随着社会与经济的发展，人类在工农业生产中及生活消费中不断向环境排放含重金属的污染物。目前，全世界平均每年排放Cu约340万吨(崔德杰，张玉龙，2004)。重金属对土壤的污染来自工业“三废”中重金属的排放，含重金属农药、化肥的施用，废水灌溉与污泥农用。由于重金属的滞留时间长，不能被植物或微生物降解等特点，致使水质变差，而且通过食物链进入人体，危及到人类的生命和健康。有关重金属在植物内的富集积累以及对重金属污染水体的治理技术引起了全世界的重视。

为了寻找更为有效、经济、可行的治理方法，近年来，针对铜污染的植物修复技术(phytoremediation)已引起了公众及科学界的极大关注。利用植物材料吸收去除铜，也称绿色修复或生物修复。

铜的开采在我国有非常悠久的历史，大约从夏代开始，中国进入青铜时代。到了商代及西周时期，青铜冶铸业达到了很高的水平。目前我国铜矿分布广泛，江西，云南、甘肃、安徽、内蒙古、湖北、山西、等省地的铜储量尤其丰富，但随着铜矿的长期开采和冶炼、含Cu杀虫剂(比如波尔多液)的长期使用和污水污泥灌溉的增多，使得水体与土壤Cu污染的程度日益加剧，导致农产品中Cu超标(蔬菜中Cu的卫生国家标准为≤10mg/kg)对人体的健康带来了极大的危害。

在我国重金属污染中，铜是一个主要的污染元素。在江西、江苏、浙江等地均存在大面积的受铜污染的水体和土壤。通过超积累植物或富集植物从移走重金属即植物修复是一种新兴起的高效、廉价的绿色治理技术。而使用超富集植物是人们常采用的方法。

据报道，目前已发现能富集重金属的超积累植物700多种(顾继光，周启星，王新，2003)，但公认的Cu超积累植物却只有24种，而且这些Cu超积累植物只分布在非洲扎伊尔和赞比亚的铜矿带。我国植物资源丰富，近几年来陆续报道了海州香薷、酸模、戟叶酸模、小头蓼、鸭跖草等植物对Cu具有不同程度的忍耐和积累能力，利用我国原生铜耐性/富集植物海州香薷修复铜污染土壤已获中国专利授权(ZL200310108946.1，铜污染土壤的生物原位修复方法)，束文圣，杨开颜等人(2001)经过对长江中下游铜矿区植物资源进行调查研究发现海州香薷(Elsholtziasplendens)、鸭跖草(Commeliana communis)和酸模(Rumex acetosa Linn.)是铜矿区的优势植物。

姜理英，石伟勇(2002)等在浙江3个矿区的调查发现，海州香薷含Cu量超过1000mg/kg的报道很少，仅在诸暨矿区有一个样点海州香薷Cu含量达1060.4mg/kg，其他报道都没有发现海州香薷Cu含量达到1000mg/kg。所以，从矿区调查来看，海州香薷称为Cu的耐性植物更为合适(唐明灯，2008；Song J，Zhao FJ，Luo YM，McGrath SP，Zhang H.Copper uptake by Elsholtzia splendens and Silenevulgaris and assessment of copper phytoavailability in contaminated soils.EnvironmentalPollution，2004.)。黄长干等在江西德兴铜矿筛选的紫叶鸭跖草(Setcreasea purpureaBoom)在实验室培育条件1000μmol·L^-1硫酸铜培养液中生根、开花并完成生命史，且整株体内铜积累量高达1130mg·kg^-1。因而鸭跖草是Cu的超积累植物，在铜的超积累植物中，鸭跖草最适宜在水体中生长。因此本发明使用鸭跖草特别是紫叶鸭跖草作为Cu污染水体生物修复的材料，此外，鸭跖草花叶俱美，生长迅速，繁殖力强，有些种类生物量还很大(如表1)，是治理污水与美化环境的适宜植物。本发明利用鸭跖草枝条在水体能快速生根的特性，制成生物浮床等用于水体污染治理。

表1几种鸭跖草的生物量

但在一些受铜污染而有机质丰富的水体中，鸭跖草容易受腐败菌的危害而产生烂根现象，因此本发明中向水体加入益生菌剂来拮抗腐败菌的繁殖，与鸭跖草同时协同降解污水中的有机物，净化污水。