[发明专利]一种边生产边修复重金属镉污染土壤的方法

说明书

本发明公开了一种边生产边修复重金属镉污染土壤的方法，包括以下步骤：将被镉污染的土壤整理成厢面，采用厢沟控灌的模式，将镉低积累植物水稻秧苗移栽至厢沟；在水稻栽种前和/或后，于厢面种植镉超富集植物龙葵；水稻抛秧后至水稻成熟期间，保持厢沟中有薄水层且水深小于或等于5 cm，保持厢面以下5～10 cm的土层不淹水；先后收割或同时收割龙葵和水稻；收割龙葵时，全株收获或地上部分留茬2～5 cm高；将收获的龙葵集中处理或进行资源化加工处理。本发明提高了超富集植物吸收富集重金属的能力，同时减少了土壤及水稻累积重金属的量，实现边安全生产边修复污染土壤的效果，兼具效率高、易操作、无二次污染、成本低等优点。

技术领域

本发明属于土壤重金属修复中的植物修复技术领域。具体地，涉及一种边生产边修复重金属镉污染土壤的方法；更具体地，涉及一种适宜于镉污染稻田低累积水稻-超富集植物龙葵的间作栽培方法及其在稻田土壤污染治理中的应用。

背景技术

近年来我国重金属污染所造成的危害逐渐显露，环境风险日渐突出。重金属污染中，镉污染问题突出，特别是土壤镉污染和镉米问题备受关注。据有关资料显示，我国大约六分之一的稻田受到不同程度的砷镉复合污染，并且污染面积逐年上升。矿山开采和冶炼是土壤镉污染主要途径，废矿渣和尾矿砂中通常含有高浓度的镉废矿石或尾砂，经自然风化和雨水侵蚀后，镉会向土壤中释放，从而使土壤遭受严重的镉污染。过高的镉会引起土壤生物学特性逐渐变异，导致土壤质量下降。并且土壤中镉的生物迁移性和毒性较强，极易被作物吸收并积累，直接影响作物的品质和产量，并通过食物链对人类健康构成严重的危害。因此，如何修复镉污染土壤已成为一个亟待解决的重大问题。

近年来超富集植物在重金属污染修复方面的应用逐步得到重视。植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害的生态治理污染技术。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。植物提取是目前研究最多、最有发展前景的方法，其是通过种植对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物即超富集植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物质并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中污染物。目前以东南景天、龙葵（Solanum nigrum L.）、少花龙葵（Solallum nigrum L .ver PauciflorumLiou）、蜈蚣草等超富含植物为材料进行重金属污染土壤修复已受到重视，可以靠这些植物把污染土壤中的镉或砷等重金属富集、带走。

但遗憾的是，上述植物只是潜在的镉超富集植物，真实污染土壤中镉的生物有效性较人工模拟污染土壤的镉生物有效性低得多，难以具备现实修复意义。例如，据《三种富集植物对广西兴源铅锌矿区周边Cd污染农田土壤修复性能研究》报道，虽然少花龙葵、商陆和青葙对土壤Cd具有较强的富集能力，地上部分Cd的富集系数分别为5.84、6.46和5.84，3种植物地上部分的Cd含量在35.45 mg/kg到35.47 mg/kg之间，但在土壤环境条件相似的情况下，远远低于土壤Cd含量相当的人工配土实验。若对Cd污染农田土壤的修复达到GB15618-1995中的三级标准，少花龙葵、商陆和青葙提取率分别为0.82%、0.65%和0.58%，所需修复茬数至少为123茬（约41年）、155茬（约51年）和172茬（约57年），直接种植这些富集植物可能需要数十年时间。因此，对于这种真实污染土壤，直接种植现有的富集植物需要的时间很长、达到修复效果的意义较小，必需通过强化措施提高植物修复的效率。