[发明专利]一种用螯合剂强化乔木修复旱区碱性土壤铅污染的方法

说明书

本发明提供一种用螯合剂强化乔木修复旱区碱性土壤铅污染的方法：在干旱、半干旱区碱性土壤铅污染土地种植抗旱、耐铅及铅富集型的乔木，于乔木的生长季向所述土壤施加螯合剂，螯合剂的施加量为风干土质量的0.05％～0.36％，所述螯合剂选自氨基多羧酸类或低分子有机酸类的绿色螯合剂，可修复30～120cm铅污染土层。本发明采用螯合剂强化乔木树种修复铅污染土壤。通过施加一定量的螯合剂，提高旱区碱性土壤铅污染土地上生长的乔木体内的铅含量，可以避免重金属铅过量地向环境中扩散，可持续修复土壤铅污染，同时乔木可用于木材获取经济价值。

技术领域

本发明属于环境污染生态恢复与修复领域，具体涉及用绿色螯合剂强化乔木树种修复旱区碱性土壤铅污染的方法。

背景技术

快速发展的铅锌矿产业，在提供大量资源和巨大经济利益的同时，不可避免地形成大量的矿业废弃地，不仅自身重金属铅含量极高，也通过风扬作用、水土流失的搬运迁移，给矿区及周围地区造成了严重的土壤铅污染现状。铅在土壤中积累后，不可能通过降解从土壤环境中消失，而是长期存留在土壤中并通过各种途径源源不断地进入水体或被植物吸收，也可能在一些微生物的作用下转化成毒性更强的物质，最终通过食物链进入人体，过量的铅会对人的生命安全造成威胁。所以，铅锌矿业废弃地铅污染的治理一直是国内外研究的热点和难点之一。目前，我国铅、锌矿产资源储量位居世界第二，产量达世界第一，分别占世界总产量的39.0％和25.4％。其中，西部地区分别占全国的43.0％和44.0％。正是由于铅锌矿业开采、储运、选矿、冶炼等生产活动，形成了大量的铅锌矿业废弃地，严重威胁着当地的生态环境和民众的身体健康。因此，对于西部地区铅锌矿业废弃地铅污染的治理一直是当地政府和广大人民群众极为关切的一个重要环境问题。

传统治理重金属污染土壤的方法主要有客土法、吸附沉淀法、热处理法等物理方法和化学淋洗法、络合物浸提法等化学方法。这些方法在实际应用上往往因投资昂贵、需用设备复杂，大多只能暂时缓解重金属危害等限制条件而难以推广，并有可能形成二次污染。植物修复是近年来发展起来的一项净化环境的绿色修复技术，是土壤重金属污染整治的重要手段之一。植物修复技术主要是通过植物提取、挥发、降解、稳定等作用，降低土壤环境中重金属的含量或者降低重金属的活性和可利用性，达到环境污染治理的目的。植物修复技术具有投资少、不破坏场地结构、不引起二次污染等优点。

目前重金属铅污染土壤修复所采用的超富集植物多是草本植物，尤其是以一年生草本植物为主。这些草本植物常表现出生物量低、生长缓慢，并易受杂草竞争性威胁，是植物修复的限制性因素。因此，把木本植物当作主要组分的生态工程治理法，对改善重金属污染的土壤具有显著的优越性。一是因为木本植物不与食物链相连、不会对人体健康造成危害；二是木本植物的根系发达，可以深入土壤、枝叶茂密、基干粗壮、植株高大，对重金属的富集量大；三是植被冠层能降低风速、削减雨滴动能，庞大的根系能固持土壤，从而具有难以替代的防风固沙、保持水土的作用，对预防土壤重金属铅通过风扬作用或水土流失迁移扩散有重要作用。当然，要运用植物修复土壤重金属铅污染，不仅要求修复地的土壤、气候等立地环境条件能满足植物对生长环境的要求，也要求选用的植物具有生物量高、对重金属吸收量大、转移能力强、耐毒害性强等特点；此外，由于重金属铅在土壤中的移动性差，还必须采取活化措施。

由于西北地区地处干旱半干旱地区，年降水量少且分布不均，造成土壤水分缺乏和频繁的干湿交替，直接制约了植物的正常生长；而且由于水土流失和荒漠化等生态环境问题日益突出，铅锌矿业废弃地植物生长，不仅受到铅污染的毒害作用，而且还受到土壤干旱的胁迫，生长环境异常恶劣。另外根据研究发现，土壤的pH值越高，铅离子的溶解度越低，迁移能力也就越低，因此碱性土壤中的铅更易被土壤吸附，植物不易吸收固定，只有将与土壤固相结合的铅释放出来，提高铅的生物有效性，进而增强植物吸收铅的能力，才能提高植物修复铅污染土壤的效率。这些都对西部地区铅锌矿业废弃地土壤铅污染的植物修复带来了极大地困难与挑战。