一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明為一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，屬于土壤重金屬污染防治技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤是人類賴以生存的自然環(huán)境要素和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，它處于自然環(huán)境的中心位置，承載著環(huán)境中大約90 %的來自各方面的污染物。目前，全世界每年平均排放汞約
1.5萬噸、錳1500萬噸、銅340萬噸、鉛500萬噸、鎳100萬噸，導(dǎo)致世界各國的農(nóng)田土壤均存在不同程度的重金屬污染。有關(guān)調(diào)查和研究結(jié)果表明，中國菜地土壤重金屬超標(biāo)問題已逐漸成為威脅我國蔬菜發(fā)展的重要因素。林玉鎖等對我國30X 104hm2基本農(nóng)田保護區(qū)的土壤重金屬進行抽樣監(jiān)測，結(jié)果表明，其中已有3.6 X 104hm2土壤重金屬含量超標(biāo)，超標(biāo)率達12.1%。據(jù)估計，我國每年因重金屬污染而減產(chǎn)糧食超過1000萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年多達1200萬噸，造成經(jīng)濟損失合計至少達200億元。
[0003]鎳是植物體內(nèi)脲酶的組成成分，與氮代謝有著密切關(guān)聯(lián)?？纱龠M種子萌發(fā)，植物生長發(fā)育，增產(chǎn)，并與植物的抗毒性有關(guān)，增強植物抗病性。微量的鎳對植物有促進作用，過量就會對植物的生長產(chǎn)生抑制作用。植物對鎳很敏感，當(dāng)營養(yǎng)液中鎳的濃度超過lmg/L，某些植物就會出現(xiàn)中毒癥狀，表現(xiàn)為根系生長受阻，植株矮小、葉片卷曲、黃化，嚴(yán)重者出現(xiàn)斑點狀壞死，其組織上的表現(xiàn)是組織破裂、細(xì)胞硬化、葉綠素分解。
[0004]早在1974年已經(jīng)證實鎳是人體所必需的元素。它參與核酸和蛋白質(zhì)的代謝，成人每日從飲食中攝入0.3-0.5mg的鎳，主要來源蔬菜和谷類。由于人對鎳需求量很低，一般不會出現(xiàn)缺鎳現(xiàn)象。相反若攝入量過多，則會導(dǎo)致癌變或其他疾病。早于1933年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鎳對人的致癌作用。人體若長期曝露在鎳污染(冶金、電鍍、電焊等)環(huán)境中，可導(dǎo)致皮膚過敏，肺纖維化，腎和心血管系統(tǒng)病癥和呼吸道癌以及誘發(fā)腫瘤惡化等。
[0005]農(nóng)業(yè)上施用污泥和含鎳的磷肥，工業(yè)上冶煉、采礦等活動造成含鎳微塵的沉降，金屬電鍍、油脂加氫、染料、陶瓷、玻璃生產(chǎn)的廢棄物中含鎳及其氧化物則成為土壤中鎳的主要人為來源。對于人類來說，食物是鎳的主要來源，因此，如何避免過量的鎳從農(nóng)田土壤及灌溉水進入食物鏈已受到了環(huán)境科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。
[0006]據(jù)研究報道，一些植物對污染土壤中的重金屬具有極強的富集能力，其體內(nèi)的重金屬濃度可達其生長土壤中重金屬濃度的數(shù)百、甚至幾千倍。因此這些植物在修復(fù)重金屬污染土壤方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0007]重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)是一種利用自然生長的植物或者通過遺傳工程培育植物來修復(fù)重金屬污染土壤的總稱。主要包括植物穩(wěn)定技術(shù)和植物萃取技術(shù)。植物萃取技術(shù)也被稱為植物富集技術(shù)，它指利用專性植物根系吸收一種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部分，然后收獲莖葉，集中處理，因而能從根本上清除土壤中的重金屬，但不同種類的植物對重金屬的耐性及吸收、提取重金屬的能力差異很大，而且植物的生長環(huán)境和生長狀況對其吸收、提取重金屬的功能影響也很大。目前，在重金屬污染土壤的植物修復(fù)領(lǐng)域，關(guān)于植物種類選擇、配置及生長狀況控制方面還非常缺乏研究，嚴(yán)重限制了重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)在實際工作中的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明在申請人多年研究的基礎(chǔ)上，公開了一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，在鎳污染稻田中(土壤Ni濃度150mg/kg，達到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Ni含量限值的3倍，屬重度污染)，通過5輪修復(fù)，可以將稻田土壤的Ni含量修復(fù)到符合我國食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Ni濃度<50mg/kg)(參見附圖1)。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，其特征是:(1)修復(fù)用植物組合為:柳葉箬、辣寥、空心蓮子草、茭筍4種植物；(2)植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm，保證每株植物都有較充分的生長空間，形成一個旺盛生長的植物群落；(3)植物收獲時期及收獲方法:在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態(tài)時(參見附圖2) —次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理，可以大大提高修復(fù)效果。植物收獲后平整土壤，根據(jù)需要可進行下一輪植物修復(fù)；(4)稻田水分管理:修復(fù)前將稻田灌水到淺水層(約3cm)，然后種植植物，讓水層自然落干后(水層消失)再灌水到淺水層(約3cm)，如此重復(fù)進行，直到植物收獲。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:在稻田土壤重度Ni污染地區(qū)(土壤Ni濃度150mg/kg，達到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Ni含量限值的3倍)，通過5輪、約300天的植物修復(fù)，可以大幅度降低土壤的Ni含量。通過該申請專利技術(shù)方案的實施，可以將稻田土壤的Ni含量修復(fù)到符合我國食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Ni濃度<50mg/kg)(參見附圖1)。
【附圖說明】
[0012]圖1不同次數(shù)的植物修復(fù)后土壤鎳含量
[0013]圖2植物種植后不同天數(shù)吸收提取鎳的量
【具體實施方式】
[0014]實施例1:一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法?！揪唧w實施方式】為:(1)修復(fù)用植物組合為:柳葉箬、辣寥、空心蓮子草、茭筍4種植物；(2)植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm ; (3)植物收獲時期及收獲方法:在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態(tài)時(參見附圖2) —次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理。植物收獲后平整土壤，根據(jù)需要可進行下一輪植物修復(fù)；(4)稻田水分管理:修復(fù)前將稻田灌水到淺水層(約3cm)，然后種植植物，讓水層自然落干后(水層消失)再灌水到淺水層(約3cm)，如此重復(fù)進行，直到植物收獲。
[0015]附圖1證明本實施例可以大幅度降低土壤Ni含量。圖中數(shù)據(jù)是在土壤Ni濃度為150mg/kg(重度污染程度，達到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Ni含量限值的3倍)條件下獲得的。通過該申請專利技術(shù)方案5輪、約300天的實施，可以將稻田土壤的Ni含量修復(fù)到符合我國食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Ni濃度<50mg/kg)
[0016]附圖2證明植物收獲的適宜時期是在植物種植后60天，此時植物吸收提取Ni的總量達到飽和狀態(tài)，此時收獲可以大大提高修復(fù)效果。
【主權(quán)項】
1.一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，其特征在于修復(fù)用植物組合為:柳葉箬、辣寥、空心蓮子草、茭筍4種植物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于植物收獲時期及收獲方法為:在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態(tài)時一次性收獲，將整株植物連根拔起。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復(fù)方法，屬于土壤重金屬污染防治技術(shù)領(lǐng)域。其特征是：(1)修復(fù)用植物組合為：柳葉箬、辣蓼、空心蓮子草、茭筍4種植物；(2)植物種植方法為：不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm；(3)植物收獲時期及收獲方法為：在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態(tài)時一次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理。在稻田土壤重度Ni污染地區(qū)(土壤Ni濃度150mg/kg，達到食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤Ni含量限值的3倍)，通過5輪、約300天的植物修復(fù)，可以將稻田土壤的Ni含量修復(fù)到符合我國食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(土壤Ni濃度<50mg/kg)。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號】CN105382023
【申請?zhí)枴緾N201510982340
【發(fā)明人】劉建國, 王國宇, 王明新
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月23日