圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉛污染土壤植物修復(fù)技術(shù)，尤其涉及一種圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土 壤中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛是環(huán)境中一種主要的重金屬污染物之一，我國及世界各地普遍存在土壤鉛污染 情況，尤其在礦山、冶煉廠和公路周圍，鉛污染情況更為嚴重。鉛一旦進入人體后，將通過血 液干擾神經(jīng)細胞的正常工作，在血液中破壞血紅素的生存和腦微血管的滲透性，可導(dǎo)致大 腦發(fā)育遲緩、不健全，最終影響人的智力，因此對鉛污染土壤的治理和修復(fù)，是十分緊迫的 任務(wù)。污染土壤植物修復(fù)技術(shù)費用低廉、不破壞場地結(jié)構(gòu)、不造成地下水環(huán)境二次污染、美 化環(huán)境，易于為社會所接受，成為當前國內(nèi)外的熱點科學問題和前沿研宄方向。如今，人們 對環(huán)境的要求較高，不僅要滿足人居要求，而且還要達到一定的美學標準，在降低污染水平 的同時，也希望看到污染環(huán)境的美化，而花丼植物當然是美化環(huán)境的首選。我國花丼資源 豐富，特別是一、二年生草本花丼，種類繁多，分布廣泛，栽培歷史長，栽培條件明確，具有對 水、肥等要求不嚴及較好的抗逆性等特征。隨著鉛污染情況的日益嚴峻，研宄花丼對鉛的抗 性及對鉛的富集特性，一方面可以為環(huán)境污染物的毒害作用積累資料，另一方面可以為鉛 污染環(huán)境的凈化和景觀化提供材料，充實耐鉛植物基因庫，為未來基因工程強化技術(shù)提供 材料。但現(xiàn)有技術(shù)中治理效果不是很理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種費用低廉、可操作性強、不破壞 土壤理化性質(zhì)、不引起二次污染、且對防止污染土壤風蝕、水蝕均有良好的效果的治理鉛污 染土壤的方法，即圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用。
[0004] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] 在含污染物鉛的土壤上種植圓錐石頭花，通過圓錐石頭花根系大量吸收污染土壤 中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器官，當植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從 污染土壤上移走，從而實現(xiàn)除去土壤中污染物鉛的目的。
[0006] 所種植的圓錐石頭花是指在土壤上直接播種圓錐石頭花種子或?qū)⒂酌缙诘膱A錐 石頭花移植到鉛污染土壤中。
[0007] 所述在鉛污染土壤中種植圓錐石頭花，可采取復(fù)種的方式，即在第一茬圓錐石頭 花生長至生物量最大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，再重復(fù)上述過程，直至最終 修復(fù)鉛污染土壤。
[0008] 實驗證明圓錐石頭花是一種可用于鉛污染土壤修復(fù)的鉛富集植物，本發(fā)明利用圓 錐石頭花對土壤鉛的富集提取作用，通過在鉛污染土壤上種植圓錐石頭花，能夠在穩(wěn)定鉛 污染土壤，減少土壤侵蝕及不引起地下水二次污染的同時，使鉛污染土壤得到修復(fù)。與現(xiàn)有 技術(shù)相比，既不破壞現(xiàn)有鉛污染土地的土壤結(jié)構(gòu)，又大大降低了修復(fù)費用。
【具體實施方式】
[0009] 在含污染物鉛的土壤上種植圓錐石頭花，通過圓錐石頭花根系大量吸收污染土壤 中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器官，當植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從 污染土壤上移走，從而實現(xiàn)除去土壤中污染物鉛的目的。
[0010] 所種植的圓錐石頭花是指在土壤上直接播種圓錐石頭花種子或?qū)⒂酌缙诘膱A錐 石頭花移植到鉛污染土壤中。
[0011] 所述在鉛污染土壤中種植圓錐石頭花，可采取復(fù)種的方式，即在第一茬圓錐石頭 花生長至生物量最大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，再重復(fù)上述過程，直至最終 修復(fù)鉛污染土壤。
[0012] 實施例1盆栽濃度梯度實驗
[0013] 實驗共設(shè)了 4個處理，分別為對照（CK)和三個Pb濃度梯度處理，Pb投加濃度分 別為：1000mgkg-1(Tl)，3000mgkg-1(T2)，5000mgkg-1(T3)，分別為國家土壤環(huán)境質(zhì)量三級 標準的2、6和10倍，投加的重金屬形態(tài)為Pb(N03)2，為分析純試劑，以固態(tài)加入到土壤中， 充分混勻，平衡一個月后待用。
[0014] 盆栽花丼為圓錐石頭花，待幼苗長出5 - 6片葉子后移栽到上述處理土中。每盆 3棵，3次重復(fù)。根據(jù)土壤缺水情況澆水，使土壤含水量保持在田間持水量的70%左右。待 植物成熟后收獲。
[0015] 實驗結(jié)果如下：
[0016] 從表1中可以看出，圓錐石頭花地上部生物量受土壤鉛污染的影響較小，隨著鉛 投加濃度的升高，其地上部生物量有所下降，但各處理與對照均無顯著差異（P>〇. 05)，表 現(xiàn)出較強的鉛耐性。
[0017] 在不同Pb濃度梯度下，圓錐石頭花吸收Pb的量隨著土壤中投加Pb濃度的升高而 增加。在土壤中Pb濃度升高到5000mgkg4的情況下，圓錐石頭花地上部Pb含量超過了鉛 超積累植物需要達到的臨界含量標準l〇〇〇mgkg'為1101. 89mgkg'符合了鉛超積累植物 的一個特征。
[0018] 隨著Pb污染程度的提高，圓錐石頭花Pb轉(zhuǎn)移系數(shù)（TF)逐漸變大，向地上部運輸 Pb的能力逐漸加強。圓錐石頭花的Pb轉(zhuǎn)移系數(shù)在土壤中Pb濃度過高（5000mgkg4)時有 所下降，但本實驗濃度范圍內(nèi)始終大于1，地上部Pb含量大于根部，滿足了鉛超積累植物的 另一個特征 轉(zhuǎn)移系數(shù)>1。
[0019] 在不同Pb濃度梯度下，圓錐石頭花的Pb富集系數(shù)（EC)小于1，沒有達到Pb超積 累植物的另一個特征一一富集系數(shù)>1。
[0020] 因此，綜合植物對鉛的耐性和富集特征，圓錐石頭花雖然沒有完全達到超積累植 物標準，但是其具有極強的鉛耐性特征和富集特征，是典型的鉛富集植物。
[0021] 實施例2冶煉污染區(qū)土壤盆栽實驗
[0022] 利用2007年采于廢棄沈陽冶煉廠的污染土壤做盆栽實驗，鉛含量為4020mg kg4 (Y)。設(shè)置無污染土壤為對照（CK)。盆栽花丼為圓錐石頭花，待幼苗長出5 - 6片葉子 后移栽到上述處理土中。每盆3棵，3次重復(fù)。根據(jù)土壤缺水情況澆水，使土壤含水量保持 在田間持水量的50-70%。待植物成熟后收獲。
[0023] 試驗結(jié)果如下：
[0024] 從表2中可以看出，在冶煉廠污染土壤上生長的圓錐石頭花對鉛的富集特征與人 工污染土壤規(guī)律相似。其地上部生物量略有下降，但與對照均無顯著差異（p>0. 05)，表現(xiàn) 出較強的耐性。圓錐石頭花地上部Pb含量超過了鉛超積累植物需要達到的臨界含量標準 lOOOmgkg-1，為1003.35mgkg-1，符合了鉛超積累植物的一個特征。圓錐石頭花Pb轉(zhuǎn)移系 數(shù)（TF)大于1，地上部Pb含量大于根部，滿足了鉛超積累植物的另一個特征一一轉(zhuǎn)移系數(shù) >1。圓錐石頭花Pb富集系數(shù)（EC)小于1，沒有達到Pb超積累植物的另一個特征一一富集 系數(shù)>1。
[0025] 實驗結(jié)果與盆栽濃度梯度實驗中圓錐石頭花對鉛的富集特征較一致。
[0026] 從以上2個實施例可以看出，圓錐石頭花無論在人工模擬污染條件下，還是在冶 煉廠鉛污染土壤中生長，均表現(xiàn)出Pb富集植物的特征。因此可以認為圓錐石頭花是Pb富 集植物，對Pb污染土壤有較強的修復(fù)能力。
[0027] 表1人工污染土壤中圓錐石頭花對鉛的富集特征
[0028]
【主權(quán)項】
1. 圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于：在含污染物鉛的土壤上種植 圓錐石頭花，通過圓錐石頭花根系大量吸收污染土壤中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器官，當 植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，從而實現(xiàn)除去土壤 中污染物鉛的目的。
2. 按權(quán)利要求1所述圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于：所種植的 圓錐石頭花是指在土壤上直接播種圓錐石頭花種子或?qū)⒂酌缙诘膱A錐石頭花移植到鉛污 染土壤中。
3. 按權(quán)利要求1所述圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于：所述在鉛 污染土壤中種植圓錐石頭花，可采取復(fù)種的方式，即在第一茬圓錐石頭花生長至生物量最 大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，再重復(fù)上述過程，直至最終修復(fù)鉛污染土壤。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉛污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，具體地說是圓錐石頭花在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，在含污染物鉛的土壤上種植圓錐石頭花，通過圓錐石頭花根系大量吸收污染土壤中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器官，當植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，從而實現(xiàn)除去土壤中污染物鉛的目的。本發(fā)明利用富集植物圓錐石頭花治理鉛污染土壤，具有費用低廉、可操作性強、不破壞土壤理化性質(zhì)、不引起二次污染、且對防止污染土壤風蝕、水蝕均有良好的效果等優(yōu)點。
【IPC分類】B09C1-00
【公開號】CN104550211
【申請?zhí)枴緾N201410719833
【發(fā)明人】崔爽, 劉藝蕓, 張丹, 李萍
【申請人】遼寧石油化工大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月2日