[发明专利]利用柏科苗木修复镉污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染的植物修复技术领域，特别涉及一种利用柏科绿化苗木修复被镉污染土壤的方法。

背景技术

镉是自然界中广泛存在的一种重金属元素。近年来由于人为活动，如矿产开采、污水灌溉、长期施用各种含镉增肥物料、磷肥以及工业废气沉降等这些非自然来源，使由镉引起的环境污染问题日益严峻。根据《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)，土壤镉污染的临界值为1mg kg^-1。我国农业土壤镉污染已比较普遍，1990年受镉污染的土壤已达20余万亩。例如，上海蚂蚁滨区受镉污染土壤平均含镉21.48mg kg^-1，最高达130mg kg^-1；广州郊区老污灌区土壤含镉最高达228mg kg^-1。在沈阳张士污灌区，土壤含镉量在5-7mg kg^-1的农田面积高达330ha，生产的稻米含镉0.4-1.0mg kg^-1，是国家卫生标准的8-12倍，称得上是典型的“镉米”，当地政府已在1994年下达了停耕指令。

目前，国内外对重金属污染土壤十分重视，采取了各种技术进行治理，包括物理修复、化学修复和生物修复等几个方面；如施用化学稳定剂以降低重金属的活性，或用电渗析法对重金属离子进行清除，或利用冲洗溶剂如EDTA进行淋洗。然而上述方法均存在如投资大、效果不稳定、对土壤自然属性具有强烈破坏作用等的缺陷，故较适合于对工矿企业的场地修复等，但对污染面积大的农田土壤来说是不适合的。近年来植物修复技术已受到各方面的高度重视，即利用超积累植物来吸收土壤中的某些特定重金属元素，并将其转移至该植物的地上部分，当吸收、积累至一定量时通过连续收割或连续种植，直到将土壤中的重金属降到可接受的水平。然而，目前筛选的超累积植物和理想植物之间还有一定差距：(1)超累积植物通常是在重金属胁迫环境下长期诱导、驯化的一种适应性突变体，往往其表现生长缓慢、生物量低，导致修复效率不高，且常常受到杂草的竞争性威胁；(2)超累积植物多为野生型稀有植物，对生物气候条件的要求比较严格，区域性分布较强，严格的适生性使对其的引种、推广受到严重限制；(3)超累积植物的专一性很强，往往只对某种特定的重金属表现出超富集能力，且大部分仍处于试验阶段，到实际应用还有一定距离；(4)超累积植物收获后若处理不当，可能会带来二次污染；(5)超累积植物修复时间相对较长(5-20年)，将污染农田土壤长期撂荒进行修复，对于我国宝贵的耕地资源来讲可操作性不强。

因此，近年来一些学者提出对一些中等或较轻污染程度的土壤(如土壤镉浓度低于20mg kg^-1)，没有必要将其撂荒来进行各种各样的修复，而可通过种植一些虽对污染物积累量较小，但其仍具一定抗污染能力、且有经济价值的作物或植物，从而既使土地资源得到充分利用，又使中、轻度污染土壤及时得到修复。然而，目前虽已有报导筛选出了一批籽粒中重金属累积量较低的作物，但其毕竟与食物链相连，在食品安全利用上仍存在一定的风险；而筛选出的可脱离食物链的植物，多数无经济价值，种植费用还需要政府财政进行补贴，且收获后的处理仍存在诸多问题，操作不当，二次污染风险较大。因此，针对各类土壤污染，发掘、筛选出一批既对某一污染具一定的抗污染与吸聚能力，又属非食物链、并有一定经济价值的作物或植物品种，这对土地资源较为紧张的我国来说是一项具有重要意义的工作。

发明内容

本发明目的是，针对目前镉污染超累积植物修复效率低、修复时间长、易产生二次污染等的缺陷，提供一种边修复边开发、投资少、见效快、安全可靠，适用于中、轻度镉污染土壤的植物修复方法。

本发明的依据是：通过筛选试验已明确，一、柏科苗木对镉具有较高的耐性，可在≤100mg kg^-1的镉污染土壤上正常生长，并吸聚、积累一定量的镉元素；二、将吸聚、积累有一定量镉元素的柏科苗木移栽至其它地块后，由于镉已固定于苗木体内，经测定明确其根部的镉不存在释放的情况，不会对移栽地块土壤产生二次污染；三、经连续种植、移栽若干年次后，最终可达到修复、安全利用镉污染土壤的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

利用柏科苗木修复镉污染土壤的方法，该方法按以下步骤进行：

(1)选择镉污染≤100mg kg^-1的土壤，待用；

(2)春天将1-2年生，株高20-30cm的柏科苗木，按6-10万棵/每公顷进行露天种植；