[发明专利]一种铅‑镉复合污染土壤的强化植物修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及重金属复合污染土壤的植物修复技术，具体涉及一种利用溶解性有机质强化植物修复土壤铅和镉的方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源，随着工农业发展和城市化进程的加快，重金属污染物的排放量与日俱增。重金属污染会严重干扰土壤生态系统的正常功能，这不仅降低农产品产量和品质，还会通过食物链循环间接危害人体健康。铅(Pb)和镉(Cd)是我国农田土壤中广泛分布的重金属污染物，其毒性较大、蓄积性很强，对生物有致畸、致癌、致突变的作用。目前，土壤Pb和Cd污染的治理和修复成为十分紧迫的任务。

植物修复(Phytoremediation)是一种绿色修复技术，具有费用低廉、操作简单、环境风险低和适用性广的优点，已成为环境修复领域的研究热点。利用观赏性植物修复重金属污染土壤具有天然优势，它不但能够吸收重金属，同时还能美化环境，一举两得；此外，观赏性植物一般不会直接进入食物链，可以降低对人体的风险。

土壤重金属经过长时间的老化作用，活性很低，稳定性较好，迁移能力较差；超富集植物大多生物量较小且生长缓慢，而生物量大、生长迅速的富集植物一般难以高效富集土壤重金属，这给土壤修复工作带来了很多困难。因此，许多学者把研究重心放在螯合强化修复技术方面，即在土壤中添加螯合剂用以活化土壤重金属，提高重金属的生物有效性，进而促进植物对重金属的吸收。然而，螯合强化修复技术也存在很多问题：首先，虽然螯合剂能够提高植物体内重金属含量，但是螯合剂会抑制植物生长，降低植物生物量，影响植物修复效果；其次，大多数螯合剂不易降解，极易导致重金属的渗滤现象，容易对生态环境特别是地下水造成潜在污染；再次，螯合剂的价格较高，大量使用必然会增加植物修复的成本。所以，寻找生态环境风险低、强化修复效果好、实用(适用)性强的螯合强化修复方法成为亟待解决的问题。

溶解性有机质(DOM)作为土壤有机质中最活跃的组分，含有羟基、羧基、羰基等多种活性官能团。DOM的来源包括动植物残体、生物质腐殖化产物、植物根系分泌物等方面，获取途径较丰富，安全性好，潜在推广应用价值高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铅-镉复合污染土壤的强化植物修复方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

该强化植物修复方法包括以下步骤：

在铅-镉复合污染土壤中种植修复植物，在修复周期内按照土壤持水量为田间持水量的60％～70％向所述铅-镉复合污染土壤浇灌DOM溶液，所述DOM溶液为土壤浸提液和秸秆腐殖化溶液的混合物，修复周期结束后，将所述修复植物整体从所述铅-镉复合污染土壤中移走。

所述强化植物修复方法还包括以下步骤：所述修复植物整体从所述铅-镉复合污染土壤中移走后，重新在所述铅-镉复合污染土壤中种植修复植物，并开始下一个修复周期，修复周期个数的确定以实现土壤中的铅或镉的含量不再降低或达到环境安全标准为准。

所述DOM溶液中土壤浸提液和秸秆腐殖化溶液的体积比为1:1～4。

以修复植物展开至少两片真叶作为修复周期起点，所述修复周期的终点为修复植物生长到开花期前。

所述土壤为黄土。

所述修复植物为金盏菊。

所述金盏菊的种植方法为：

(1)直接播种

包括以下步骤：将金盏菊种子直接种植于铅-镉复合污染土壤中；或者，

(2)直接移栽

包括以下步骤：将含2～4片展开真叶的金盏菊幼苗直接移栽于铅-镉复合污染土壤。

所述金盏菊对应的修复周期为60天。

本发明的有益效果体现在：本发明提供一种铅-镉复合污染土壤的强化植物修复方法，DOM来源于土壤浸提液和秸秆腐殖化溶液的混合液，所述的强化效果主要来源于DOM对铅/镉的活化效应，利用DOM改变土壤中铅/镉的生物可利用性，提高修复植物(例如金盏菊)修复铅/镉复合污染土壤的效果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

一、DOM溶液有效促进了生物量大、生长迅速类修复植物(例如金盏菊)对土壤(例如黄土)中铅/镉的吸收，强化了植物修复铅/镉复合污染土壤的效果，相对于浇灌纯净水，修复植物地上部和地下部的Pb、Cd含量增幅显著(例如Pb最高达118.47％和69.44％，Cd最高达15.65％和41.01％)。