[发明专利]一种利用苦荬菜修复土壤重金属污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染环境的植物修复技术，一种利用苦荬菜修复土壤重金属污染的方法。

背景技术

随着工业的发展，城市污染加剧以及农业生产的不断进步，重金属伴随着外来有机化合物对土壤的污染日益严重（PambrunV,MarquotA,Racault.Characterizationofthetoxiceffectsofcadmiumand3.5-dichlorophenolonnitrifyingactivityandmortalityinbiologicallyactivatedsludgesystems-effectoflowtemperature[J].EnvironSciencePollutionResource.2008,15:592–599）。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t^[1]。重金属污染会导致土壤的退化，降低农作物的产量和质量（骆永明，滕应.我国土壤污染退化状况及防治对策[J].土壤,2006,38(5):505-508），并且随雨水和泥沙通过径流和淋溶作用进入地表水和地下水，造成水体污染（MulliganC.N.,YongR.N.,GibbsB.F..Remediationtechnologiesformetal-contaminatedsoilsandgroundwater:anevaluation[J].EngineeringGeology.2001,60:193-207）。纵观目前关于污染土壤生态修复的相关研究可见，虽然各方法或措施间的优化组合是目前污染土壤生态修复研究的重点，但相关研究主要是对各种修复方法组合方式的尝试（蓝嗣国。废旧干电池的几种综合利用方法[J]。环境科学动态，2000，4）。重金属污染土壤的植物修复(Pyhtoremetiation)是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定土壤环境中的重金属污染物，或降低污染物中的重金属毒性，以期达到清除污染、修复或治理土壤为目的的一种技术（刘凯，张健。污染土壤生态修复的理论内涵、方法及应用[J].生态学杂志2011.30（1）：162-169）。根据植物修复的作用过程和机理，重金属污染土壤的植物修复技术可归为3种类型（白洁等。土壤重金属污染及植物修复技术综述[J]。环境保护与循环经济，2008(13)：49-51）：植物稳定、植物挥发和植物吸取。主要包括超积累植物对根际土壤中重金属的活化和超量积累植物对土壤重金属吸收及其解毒机理两个过程（张乃明、段永蕙、毛昆明，《土壤环境保护》，中国农业科学技术出版社）。超积累植物活化土壤中的重金属主要有三种方式：（1）酸化。植物的根系可以分泌质子，进而促进植物对土壤中元素的活化和吸收。张淑香等人在2000年研究发现作物根系分泌的脂肪酸在根际环境中的积累（郭彬等。土壤重金属污染及植物修复技术研究[J]。安徽农业科学，2007，35(37)：10776-10778）。根袋(rhizobag)试验（李文一等。土壤重金属污染的植物修复研究进展[J]。污染防治技术，2006，19(2)：18—21）表明，T.caerulescens可以将土壤中的Zn从不溶态转化为可移动态。（2）螯合。超积累植物能分泌某些金属结合蛋白和某些特殊的有机酸来螯合重金属。蒋先军等人在2000年通过温室盆栽试验，证明印度芥菜(Brassicajuncea)具有此种能力。土壤重金属污染的植物修研究现状与发展前景[J]。热带农业科学，2006，26(1)：75—76），但其研究缺乏这方面的直接证据。万敏等人在2003年通过对不同Cd积累类型小麦根际土壤低分子量有机酸与Cd的生物积累的研究，证实植物可以通过分泌有机酸来复合或螯合溶解土壤中的Cd（张淑香，高子勤。连作障碍与根际微生态研究，根系分泌物与酚酸物质[J].应用生态学报，2000，11(1)：152-156）。（3）在根细胞质膜上的专一性金属还原酶作用下，土壤中高价金属离子还原，从而溶解增加。Grill等实验证明植物结合重金属离子的主要化合物就是PCs（李文一等。土壤重金属污染的植物修复研究进展[J]。污染防治技术，2006，19(2)：18—21）。安志装等详细阐述了PCs的结构、组成和合成等方面的研究现状（蒋先军等。重金属污染土壤的植物修复研究，金属富集植物Brassicajuncea对锌、镉的吸收和积累[J]。土壤学报，2002，39(5)664-670）。植物MTs在金属离子的吸收和维持体内平衡中发挥调节作用（林琦等。根系分泌物与重金属的化学行为研究[J]。植物营养与肥料学报，2003，9（4）425—431）。因而加强对污染土壤生态修复的相关研究，进一步充实、完善污染生态修复的理论内容，建立起污染生态修复的理论框架，应是目前的首要任务。