[发明专利]一种清除土壤锰毒的植物修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤锰污染的植物修复方法，具体说是利用锰富集植物材料——青葙（Celosia argentea Linn.）清除土壤锰毒的方法。

背景技术

锰毒是酸性土壤和渍水土壤制约植物生长的一个重要因素。土壤锰毒害不仅造成农作物产量和品质的下降、甚至通过食物链威胁人体的健康（臧小平，《土壤通报》1999年第30卷第3期139-144页）。过量的锰摄入会导致人的神经、生殖、呼吸等系统产生不同程度的损害（Boudissa et al.，《Science of the Total Environment》2006年第361卷67-72页）。中国是全球最大的锰产品生产大国，电解锰的产量在世界总产量中所占的比重均达到了95%以上。而我国酸性土壤约占耕地面积的21%。因此，我国土壤锰污染治理显得尤为重要和必须。

由于土壤中的锰具有累积性、不可降解性和地域差异性的特点，这使得锰污染土壤的治理成为棘手问题。传统的污染土壤修复方法，如客土换土法、淋洗法、热处理法、固化法、动电修复法等，由于其技术要求高或经济成本昂贵、对土壤结构破坏严重等原因，因而大规模推广存在许多问题。利用超富集植物清除土壤和水体环境中的金属和类金属污染——植物修复技术以其潜在的高效、廉价及其环境友好性日益受到各国政府、科技界和企业界的广泛关注（刘恒等，《环境科学与技术》2011年第34卷第6期98-103页）。发明者最近通过野外调查和室内筛选找到了一种可以有效去除土壤锰的超富集植物（Hyperaccumulator）——青葙。经过摸索总结出了一套种植青葙清除土壤锰毒的方法。

发明内容

本发明的目的是为了降低土壤中活性锰的含量，提供一种利用草本锰超富集植物修复土壤锰污染的有效而廉价的方法。本发明的技术解决方案是将野生青葙（与人工栽培的观赏青葙不同）种植于锰毒害的酸性土壤中，利用青葙对锰的超富集能力吸收土壤中的活性锰，并通过收获青葙地上部分去除土壤中过量的锰。

具体步骤如下：

（1）选择饱满的野生青葙（Celosia argentea Linn.）的种子均匀地播种于盛满沙粒的苗盘中，于20^oC-35^oC之间培养，每天浇水保持湿润，一周能获得青葙幼苗。

（2）选取步骤（1）所得生长良好的青葙幼苗移栽到锰污染土壤中，移栽前先整地，清除杂草，移栽的密度为15cm×15cm的株行距。

（3）步骤（2）青葙生长2-3个月后，其根系吸收大量的锰并转移富集于地上部分，使其茎叶中的锰含量高达16000mg/kg，此时，离地面3-5cm处，收割地上部分，然后移除收获物，进行焚烧，焚烧后灰分进行安全填埋或做锰缺乏土壤的改良剂。

（4）收割后，重新翻土，重复进行步骤（2）和（3）的操作，经过10-15次连续种植和收获后，土壤中的活性锰显著下降，轻度污染土壤中的锰毒基本消除。

本发明具有成本低、操作简单、能耗低、容易维护、活性锰去除率高、兼具环境美化作用等优点。同时青葙是我国南方常见的草本植物，具有生长快，生物量较大，种子产量高，易获取，易种植，耐贫瘠等优势，因此是一种理想可用于清除土壤锰毒的植物。

具体实施方式

实施例：

在广西桂北某矿区周边菜地，用2m×4m地块实施修复。该土壤活性锰含量平均为328 mg/kg，pH 5.2-5.8，锰毒比较严重，蔬菜无法正常生长。先整地，清除杂草，然后将生长良好的青葙幼苗按照15cm×15cm的株行距种植于该地块上。当青葙生长2个月后，株高达到0.8m-1.0m，茎叶中的锰含量平均达到1.6 g/kg。此时收割地上部分，将收获物集中焚烧后填埋。收获后，重新翻地，进行第二次种植，过2个月后再次收割，每年收割3-4次；经过10次收获后，表层土壤（0-20 cm）中的活性锰含量下降到121 mg/kg。修复后地块锰毒基本清除，种植蔬菜可正常生长。