[发明专利]一种交流电场联合植物修复的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种利用交流电场来增强植物修复重金属污染土壤方法。属于环境保护技术领域。

二、背景技术

目前我国重金属污染土壤问题严重。因镉含量超标，有大量土壤被迫放弃耕种。土壤污染不仅造成直接的经济损失，降低农产品品质，影响土壤的质量和使用价值，还对人类健康和生态环境存在着潜在的风险。

比较成熟的土壤重金属修复技术包括：淋洗技术、热技术和化学修复技术。虽然这些技术各有其优点，但是在实际操作中，大多先要进行挖掘，然后再进行进一步处理，所以其工程量大、费用高，很难在大面积的土壤修复项目中实现。另外，利用化学方法处理过的土壤，其肥力以及土壤本身生态系统都会遭到严重的破坏，而导致其农业再利用价值低，所以也很难成为一种绿色，高效的土壤修复技术。

植物修复技术是一种利用植物来修复污染环境的方法。其中包括植物提取、植物根际降解、植物稳定、植物挥发等各个修复程序，用于针对各种不同类型的污染修复项目。植物修复技术具有费用低、不破坏环境、适用于大面积修复项目等特点，适合我国的基本国情，具有很大的研究和应用价值。

利用电场来增强植物修复技术，是通过电场刺激植物生长以及植物对金属的吸收从而使植物修复技术效率提高。通过使用电场来完善植物修复，并节约修复工程项目所需要的时间，使植物修复实现其更高的应用价值。

电场可以对植物产生各方面的影响。利用静电场处理的种子，酶活性及抗逆性增强，ATP含量提高。电场可以对土壤的微生物产生影响，在1V/cm的直流电场下，生物ATP提高60％。利用电场处理蔬菜和水果，可以增强其保鲜期和营养价值。

本人作为一名海外学子，先后在芬兰、丹麦、德国和英国学习和工作近十年，对国内外的环保以及土壤修复技术非常了解。在进行环境专业的博士生学习和研究期间，充分利用德国大学的科研设备，研究与试验了不同电场条件下和不同植物生长环境下的各种污染介质修复效率，并进行比较，形成以下发明成果。

三、发明内容

本发明目的是通过施加低强度的交流电场来刺激植物生长，以及提高植物对污染土壤、水体或污泥中的金属吸收。

植物作为一个生命体具有自我产生的电场和能量，用于控制其自身的代谢程序。因此，在植物生长的环境对其施加外部电场，也可以影响植物的电生理方式，从而影响植物的代谢。

对植物生长的环境施加电场，会造成电压作用于植物根部的细胞膜。细胞膜通常都具有较小的阻力，在外界电场的情况下根部细胞膜的渗透性增大，从而允许大量的离子通过根部进入植物。再加上电场对植物自身代谢系统的刺激，可以加速植物把根部的营养物质以及金属向地部分转移。

本发明所具有的特点：

1)本发明选用的修复植物是农业作物，易栽培，生长环境要求低，生长速度快，具有相对高的生物能。

2)本发明在植物修复的基础上，原位结合了低强度的50赫兹交流电场，可以有效的提高植物修复的效率，从而缩短了植物修复所需要的时间。

3)本发明操作简单，实用性强，不会造成金属渗透，对地下水和环境不会造成风险。

四、附图说明

图1：在有/无电场情况下，无污染培养液和镉污染培养液里的生菜生物能

图2：在有/无电场情况下，镉污染土壤里的油菜生物能

图3：在有/无电场情况下，镉污染土壤里的烟草生物能

图4：在有/无电场情况下，生菜对镉污染培养液里的铜和镉的吸收

图5：在有/无电场情况下，油菜和烟草对土壤里的铜的吸收

图6：在有/无电场情况下，油菜和烟草对土壤里的镉的吸收

五、具体实施方式

实施例一：

针对电场对植物自身生长的机理研究和对金属吸收的方式研究，本实验步骤是将植物在无土培养液中栽培。待幼苗长成后，对植物生长的培养液施加50赫兹交流电场，电场强度为1V/cm。实验所选用的培养液是由荷兰的Duchefa公司专门为植物生长所配制的，并含有植物生长所需求的各种元素。