[发明专利]一种利用能源作物蓖麻修复重金属污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染环境的生态修复技术，具体地说是一种利用能源作物蓖麻修复重金属污染土壤的方法。

背景技术

土壤重金属污染是一个全球性的棘手问题，因为这种污染是一个不可逆的过程。污染物在土壤中的滞留时间长，植物或微生物不能降解，重金属在作物的可食部位过量积累后易于通过食物链传递给人或动物，对人类的健康带来严重危害，同时也影响了土地的使用功能。目前，土壤重金属的修复技术主要有物理化学方法和植物修复方法。前者主要包括化学固定、土壤淋洗、电动修复等；后者主要包括植物固定(Phytostabilization)、植物挥发(Phytovolatilization)和植物提取(Phytoextraction)三种。与传统的物理化学修复技术相比，植物修复由于具有高效低耗、保持水土、工程量小、无二次污染、减少土壤侵蚀和美化景观等优点，在修复土壤重金属污染方面有着广泛的应用前景，因此被誉为成本低廉的“绿色修复技术”。植物修复主要是原位修复，避免了对土壤理化性质的破坏和周围环境的影响，是一种公认的“绿色修复技术”；同时植物修复不需要专业设备和专业人员，是一种易于推广和实施的修复方法。植物修复的最大优势在于成本大大低于传统方法。有研究曾用各种技术对一块4.86 hm²铅污染的土地治理做过评估。其中化学淋洗法1600万美元，挖掘填埋法1200万美元，客土法60万美元，植物修复法20万美元，充分显示了植物修复的优越性[文献1：张婷婷. 胶质芽孢杆菌及柠檬酸增强商陆修复土壤镉污染的研究 [D]. 上海交通大学, 2012.]

植物修复对于污染土壤的治理有着非常重要的意义，因此对具备此能力的植物的筛选就显得尤为重要。植物提取是用具有较高生物量的植物品种来去除土壤中的污染物的过程。在该过程中，植物具有耐受和富集高浓度重金属的能力，可称之为超富集植物。常见的Cd超积累植物有天蓝芥蓝菜(Thlaspi caerulescens)、宝山堇菜(Viola baoshanensis)、红花景天(Sedum spectabile)、龙葵(Solanum nigrum)、灯芯草(Juncus effusus)等。Zn超富集植物东南景天(Sedum alfredii)、天蓝芥蓝菜(Thlaspi caerulescens)等[文献3：Liang, Y., Cao, X., Zhao, L. and Arellano, E.

Biochar- and phosphate-induced immobilization of heavy metals in contaminated soil and water: implication on simultaneous remediation of contaminated soil and groundwater [J]. Environmental Science and Pollution Research, 2014, 21(6): 4665-74.]。尽管一些超积累植物可同时对多种重金属有强大的富集能力，但由于超积累植物存在植株矮小，生长缓慢等缺点，再加上受到气候、土壤环境的限制，使得这些超积累植物的重金属积累量有限，从而在其应用上受到限制。为了克服上述缺点，寻找生物量大、易于存活、生长快速、同时具有一定的重金属吸收能力的植物就显得非常重要。同时，为避免对人体的暴露风险，近年来选择非食用性经济型作物进行植物修复的研究越来越引起关注。

蓖麻作为能源作物，蓖麻种仁含油量高达70%，蓖麻油被誉为可再生的“石油资源”[文献3：Clemens S.Molecular mechanisms of Plant metal homeostasis and tolerance[J].Planta,2001,212:475-486]。已报道蓖麻可生长在重度污染的土壤中并表现出很强的耐受性。因此，在不同气候下均易生长且产油量高的蓖麻具有利用重金属污染的土壤生产的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用价格低廉的经济作物、操作性强、不破坏土壤理化性质，同时又具备产生经济价值的修复镉污染土壤的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：