[发明专利]柳兰在修复土壤重金属铅污染中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境中重金属污染的植物修复技术领域，具体为柳兰在修复土壤重金属铅污染中的应用。

 

背景技术

土壤是人类农业生产的重要物质基础。由于重金属矿藏的开采、加工和利用，乡镇企业的兴起以及大量地、不加控制地使用化肥和化学农药，导致土壤中重金属含量急剧增加，造成农田土壤的重金属污染。我国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨，另外由于土壤大面积污染，我国每年出产重金属污染的粮食多达1200万吨。这不仅严重影响农作物的产量与质量，而且影响到大气及水环境质量，同时大气中的重金属可以通过自然沉降和雨水淋溶作用进入土壤和水环境，产生交叉污染，进而通过食物链危害人体健康。因而治理土壤重金属污染已经成为各级政府高度重视的一个重要环境问题。

Pb是重金属污染元素之一，Pb在土壤中的溶解度小，滞留时间长，是一种不可降解的环境污染物，在土壤中积累后，不仅影响农作物的产量和质量，并且通过食物链影响人类健康。铅中毒的症状为：胃疼、头痛、颤抖、神经性烦躁，严重时可能致人死亡。近年来的研究表明，土壤Pb污染现象比较普遍，特别是在铅锌矿开采区、污灌区和公路两侧。目前我国受Pb等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的1/5。考虑到Pb对人体的危害以及土壤Pb污染的普遍性和严重性，如何修复Pb污染土壤己成为世界各国科学家的研究热点。

土壤重金属污染传统的治理修复方法通常为物理和化学的方法，如稀释和覆土法、玻璃化技术、热处理技术、淋洗法、电化学法等，传统的修复方法虽然治理效果好，历时较短，但都存在许多缺陷。为寻求新方法替代传统治理方法的成本高、不易管理、易造成二次污染的缺点，目前一种经济而又高效的植物修复技术得到广泛应用。植物修复技术（phytoremediation）指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。而国内研究发现的能用于修复铅污染土壤的植株都比较矮小，且生长缓慢，所以寻找耐性强、生物量大、生长迅速的植物，成为土壤重金属铅污染治理与修复的重要环节。重金属在土壤中以水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态等形态存在，不同存在形态的重金属其生物有效性不同。

柳兰(Chamaenerion angustifolium)为柳叶菜科柳兰属，又名红筷子、遍山红，多年生草本。我国华北、东北、西北、西南地区均有分布，自然生长于海拔1500m～3200m的林缘、林间、山坡草地、河岸草丛及火烧或采伐迹地，常成群落生长。柳兰喜光、耐寒，适应性较强，长白山区海拔1800m亦有分布，喜湿润不积水的肥沃腐殖性土壤或沙壤土。

植物修复是以植物忍耐和超量固定、转移某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物清除污染介质中的重金属的一类环境整治技术。但是铅在土壤中的浓度对植物的生长具有胁迫作用，会影响植物的生理生化特性。

 

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种既可降低土壤铅污染修复成本又可使铅污染土壤修复效率提高的方法，即柳兰在重金属铅污染土壤修复中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

柳兰在修复土壤重金属铅污染中的应用，在重金属铅污染的土壤中种植柳兰，利用柳兰的根系可大量吸收土壤中的铅，并将其转移到植物体内的特性，然后在生长到一定时期定期对绝大部分，约占总面积的4/5进行整株收割，对小部分，约占总面积的1/5只收割地上部分，地下部分留于土壤中作为下一季种苗，并对其收割的柳兰进行灰化处理，提取重金属铅，从而对重金属铅污染的土壤进行修复。

所述的柳兰的种植方法为在种植柳兰时采用将地下横走根状茎挖出，切割成若干段，每段带有一个芽孢，播时将芽苞向上放置，埋入土壤表层10cm-15cm内，分株繁殖。在柳兰开红紫色花时收获，或者将地下横走根状茎挖出进行再次种植。柳兰春播和秋播均可，多在早春进行，播种后应经常保持土壤水分和湿度。

柳兰喜光、喜凉爽及湿润的气候，因此种植管理时要注意多浇水，这样有利于柳兰生长发育。柳兰喜排水良好、肥沃和湿润的土壤，因而可以定期施肥及灌水。

待柳兰开红紫色花时收获，同时根据土壤中铅含量高低等情况，可以将柳兰整株移植出土壤之外用作景观装饰；或者将地下横走根状茎挖出进行再次种植。通过多次种植柳兰来减少土壤中铅的含量，可使受铅污染的土壤得到修复。