[发明专利]一种利用锰超富集植物牛膝修复重金属污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤植物修复技术领域，具体是一种利用锰超富集植物牛膝修复重金属污染土壤的方法。

背景技术

重庆市锰矿资源丰富，但在锰矿的开采和加工过程中造成的环境污染也非常严重。其中重庆市秀山县与湖南省花垣县、贵州省松桃县因锰矿资源丰富而并称为中国锰矿“金三角”，是目前世界最大的锰矿石和电解锰生产基地，被誉为“世界第一锰都”。秀山县从2001年开始发展锰产业，锰产业对当地财政的贡献率达70%。但在经济高速发展的同时，当地的生态环境也遭受了严重的污染和破坏。在锰矿的开采和加工过程中，由于技术落后、设备简陋、管理不善造成的废水、废气任意排放，废渣不经处理随意堆积在田间野外，导致当地河流污浊、酸雾弥漫。大面积的农作物及野生植被在锰毒的侵蚀下死亡，大量良田因受锰污染而丧失其原有的生态功能和生产能力。因此，如何控制和减轻锰毒对环境的污染和危害已成为一个日益突出的问题。而常规的污染土壤修复方法，如客土换土法、淋洗法、热处理、固化等，由于其技术要求高或经济成本昂贵或对土壤结构破坏严重等原因，致使大规模推广存在许多问题。植物修复技术是利用超富集植物从被污染的环境介质中去除重金属污染物或降低重金属污染风险的一类新技术，它既可以修复重金属污染土地，也可以改善矿区生态环境，还能从低品位的尾矿或土地中富集贵金属，实现土地环境保护和金属矿产资源高效回收利用的统一。与传统治理方法相比，这项技术以其潜在的高效、经济及其生态协调性等优势显示出巨大的生命力。

广义上的植物修复是指利用植物（包括草、灌、乔）去除污染土壤和废水中重金属的技术，包括植物萃取、根际过滤、植物挥发和植物固定。其中最有前景的是植物萃取，亦即通常所指的植物修复。植物萃取技术是指利用金属富集植物或超富集植物的根系将土壤中的金属提取出来并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中重金属的一种方法。超富集植物是植物修复的基础，寻找开发生物量大、富集重金属能力强的超富集植物是植物修复技术走向工程应用的首要任务。目前，关于锰超富集植物的衡量标准包括3项指标：一是临界含量特征，锰超富集植物叶片或地上部（干重）中含锰达到10000 mg/kg；二是具有转移特征，植物体地上部锰含量大于其根部含量；三是超富集植物具有耐性特征和富集特征。利用超富集植物修复重金属污染土壤是目前研究最多、最有发展前景的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用锰超富集植物牛膝修复重金属污染土壤的方法，该方法在不破坏土壤原状结构，保持土壤微生物活性的情况下，将牛膝种植在锰污染土壤上，利用牛膝的根系从土壤中吸收大量的锰元素并转运到地上部分累积，植物成熟后将其收获并移出土壤以达到修复的目的。该方法绿色安全，具有投入成本低、工程量小、没有二次污染，能减少土壤侵蚀等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

利用锰超富集植物牛膝修复重金属污染土壤，在锰污染土壤上种植牛膝，待牛膝植株生长成熟后，将整株植物移出污染土壤，并妥善处理，以实现修复的目的。

本发明中所用植物牛膝是是用种子繁殖，所属植物为锰富集植物。

本发明中所用植物牛膝在播种前将种子用30℃温水浸泡8-12h，捞出并放入容器内，覆盖湿布保湿，待50%种子萌芽时，取出并拌入适量细土，进行撒播。

本发明中所用植物牛膝，在锰污染土壤上种植牛膝，牛膝从污染土壤中吸收锰并向地上部分转移，当牛膝植株生长成熟后，将整株植物从污染土壤上移除，通过连续种植牛膝，重复上述操作，直至土壤中的锰含量达到环境安全标准。

本发明所用植物为牛膝：牛膝（Achyranthes bidentata），多年生草本，高70-120cm。根细长，黄白色，肉质。茎有棱，疏被柔毛，节膨大如膝。叶对生，椭圆形或坡针形，两面疏生细柔毛，沿主脉较密。穗状花序顶生和腋生，花后总花梗伸长，花向下折而贴靠总花便；苞片1，膜质，宽卵形，顶端渐尖，小苞片2，刺状，长约3毫米，基部两侧各有1卵状膜片，长约0.3毫米，苞片及小苞片均无缘毛；花被片5，绿色，多具1脉；雄蕊5，花丝下部合生，退化雄蕊短于花丝，舌状，顶端平圆或浅波状；子房上位。胞果长圆形。花期7-9月份，果期9-10月份。

本发明所具有的优点：

1.本发明所采用植物牛膝，生物量大，生长迅速，繁殖力强，对锰具有很强的耐性、吸收以及超富集能力。将牛膝种植在锰污染土壤中，通过植物根系从土壤中吸收大量的锰元素并转运到地上，待植物成熟后将其整株移出土壤，并进行妥善处理，从而达到快速有效、绿色安全的修复锰污染土壤的目的。