[发明专利]一种用渐尖毛蕨修复土壤重金属铜污染的方法

权利要求书

1.一种用渐尖毛蕨修复土壤重金属铜污染的方法，其特征是该方法包括如下步骤：

一、证明渐尖毛蕨对重金属铜存在修复能力；

二、证明渐尖毛蕨对重金属铜胁迫的安全性。

2.根据权利要求1所述的一种用渐尖毛蕨修复土壤重金属铜污染的方法，其特征是所述的步骤一，证明渐尖毛蕨对重金属铜存在修复能力；具体包括，

1、实验处理设计：

1）取以16株根际长度与株高相近，刚长出 1-2 片小羽叶的渐尖毛蕨幼苗为一组，分四组进行实验，根部用蒸馏水洗净，后再用去离子水冲洗一遍，移入事先装上 500g草炭营养基质的塑料盆中，盆规格为25×15cm，该草炭营养基质包括草炭营养土、蛭石、珍珠岩混合均匀，其重量百分比为草炭营养土：蛭石:珍珠岩=1:1:1；

2）将药品五水硫酸铜配成相应浓度后，添加到草炭营养基质中，用去离子水淋溶 3 天并混合均匀；

所说的药品五水硫酸铜与草炭营养基质配成相应浓度，200mg/kg、400mg/kg和800mg/kg，以及与对照组（CK）各处理重复 4 次；

验证明渐尖毛蕨对重金属铜的吸附：

渐尖毛蕨器官中铜浓度的测定，材料收割时，将植株分为根、叶柄、羽叶三部分，用去离子水冲洗2次后放入培养皿中，于 80℃的烘箱中杀青15分钟，60℃下烘至恒重后，精确称取渐尖毛蕨的根、叶柄、羽叶各0.100g于100ml 的三角烧瓶中，加入10 ml浓 HNO₃和 2ml HClO₄, 以不加材料的混合酸作空白校正，在已有的四组处理材料中选取三组材料进行实验分析，摇匀过夜,在电热板上缓慢加热消煮至白烟冒尽，液体变清亮为止, 用去离子水定容至 25 ml，使用ICP-MS仪测定，元素含量用相应器官的干重计，数据结果见表2：

表 2 铜在渐尖毛蕨器官中的分布

注：浓度=均值±标准差，n=3；

研究植物对重金属污染土壤进行修复，不仅要看植物对重金属的耐性和吸收累积能力，还应考虑其向地上部转运重金属的能力；富集系数BF反映了重金属在土壤－植物体系中迁移的难易程度；迁移系数TF通常能够反映出重金属在植物体内的运输与分配情况，渐尖毛蕨对铜的富集系数BF和迁移系数TF结果统计见表4：

表3渐尖毛蕨对铜的富集系数BF和迁移系数TF

表3数据表明：渐尖毛蕨对铜的富集系数较低，但迁移系数较高，说明渐尖毛蕨能将的吸附重金属铜转移入渐尖毛蕨自身体内储存，可见渐尖毛蕨是有效的吸附材料，并且渐尖毛蕨的生物量较大，可以通过种群优势来进行实际操作，由此可说明渐尖毛蕨对土壤铜污染是具有有效的修复意义。

3.根据权利要求1所述的一种用渐尖毛蕨修复土壤重金属铜污染的方法，其特征是所述的步骤二、证明渐尖毛蕨对重金属铜胁迫的安全性，具体包括，

1、实验准备，

对渐尖毛蕨亚细胞水平铜分布的测定，取渐尖毛蕨的根、叶柄、羽叶鲜样用去离子水冲洗 2 次；渐尖毛蕨的各个部分分别称取 0.100g,，用 10ml 的预冷的匀浆液，该匀浆液为:0.25mmol/L蔗糖、50mmol/L顺丁烯二酸盐缓冲液、1mmol/L MgCl₂和 10mmol/L半胱氨酸；匀浆液的 pH 为 7.8；所有匀浆过程和分离过程温度均控制在4℃；

2、具体实验步骤如下：

1）匀浆液及组织的体积为 10ml，然后转入两支 5ml 离心管中；

2）将组织匀浆液在高速冷冻离心机中用 300r/min转速离心40s，下部沉淀、底层碎片为细胞壁组分；

3）上清液以 20000r/min离心 45 min,底层碎片为细胞器组分，上层清液为胞液组分，上清液包括胞液及液泡内大分子有机物及无机离子；

4）将分离后的细胞壁、胞液和细胞器组分采用体积比为 HNO₃:HClO₄=5:1的方法消煮后待测，元素含量用相应器官的干重计；数据结果见表4，

表4 铜在渐尖毛蕨亚细胞水平的分布

注：浓度=均值±标准差，

表4数据可知，在亚细胞水平，渐尖毛蕨累积的铜主要集中在胞液和细胞壁里，随着铜浓度的升高，液泡水平和细胞壁水平铜浓度积累也随之增加；因为液泡和细胞壁能起到保护细胞的作用，所以重金属在这两个区域聚集，说明了渐尖毛蕨对重金属铜存在抵御作用，能有效的保护渐尖毛蕨的正常生理生长，进一步说明渐尖毛蕨是一种安全的修复土壤铜污染的材料； 

同时后期观察，28、56天后，胁迫后的渐尖毛蕨仍能萌出新拳卷叶，证明渐尖毛蕨对重金属铜存在御性，通过轮伐处理后，实现治理土壤铜污染。