專利名稱：鉛污染土壤的植物修復方法
技術領域：
本發明涉及一種鉛污染土壤的植物修復方法。
背景技術：
鉛已成為環境中最普遍的重金屬污染物之一。人類的許多活動，例如采礦、冶煉、焚燒、使用含鉛汽油、顏料以及化肥和殺蟲劑等等，都是鉛污染的主要來源。我國生產和使用鉛的有關企業，空氣中鉛塵和鉛煙超標13-1417倍，大氣中含鉛塵粒可以直接降落到地面，或以含鉛廢渣堆集在地面，或因含鉛污水，污泥作肥料使用，都可使土壤遭受鉛的污染。一些工業城市郊區農田土壤鉛含量高于背景值100多倍，生產的稻米鉛含量高于非污染區數十倍。人體攝入過量的鉛，會引起中樞神經系統損傷，出現疲憊、頭痛、痙攣、精神障礙等。過量鉛可損傷骨髓造血系統，引起貧血，同時作用于心血管系統時引起動脈硬化、心肌損傷。被鉛污染的環境特別是土壤給植物，動物以及人類的健康帶來了相當大的威脅。
目前，較為成熟的且用于土壤重金屬污染修復的物理化學技術有客土技術、淋洗技術、熱處理技術、電解技術、固化技術、玻璃化技術。這些物理化學修復技術，各有其優點，但都存在工程量大，費用昂貴，難以展開大規模污染土壤的改良，同時容易造成二次污染以及導致土壤結構破壞，土壤活性下降和土壤肥力退化等生態問題。植物修復技術是一種運用植物來清除土壤污染物的新方法。與傳統修復技術相比，植物修復技術具有費用低廉，不破壞環境，易為人們所接受等優點，越來越引起土壤—植物—環境界的重視。
發明內容
本發明目的是提供一種投資少，無二次污染，治理鉛污染土壤的植物原位修復方法。
為實現上述目的，本發明通過在被鉛污染土壤上直接種植東南景天，由東南景天根系大量吸收鉛并向上運輸和轉運到地上部，收割地上部并將其轉移到其它地方集中進行無害化處理，則可帶走土壤環境中的大量鉛，從而達到從污染土壤中快速清除鉛污染物的目的。
本發明提供的鉛污染土壤的植物原位修復方法，步驟如下以傳統農耕法將東南景天種植到鉛污染土壤中，施用氮磷鉀肥和有機肥，促進東南景天根系的生長；在生長3-4個月或生長到30-40cm高度之后首次收割地上部，以后每生長3個月收割一次，收割時地上部留莖2-3cm高，并將收割的地上部轉移到其他地方集中進行無害化處理。
東南景天(Sedum alfredii Hance)為多年生草本植物，莖、葉肉質狀；根狀莖橫走，葉互生，下部葉常脫落。試驗表明東南景天與一般植物不同，它是一種鉛富積植物，對土壤中高含量的鉛有很強的忍耐、吸收和積累能力。水培條件下，東南景天能夠在320mgPb/L水平下正常生長，鉛含量平均為518mg/kg，最高可達到1182mg/kg。田間條件下，地上部干重可達3219kg/ha，鉛含量為177mg/kg。在土壤鉛含量較低的情況下，東南景天體內也能富集大量的鉛，因此它可以修復重度污染和輕度污染的土壤。通過種植東南景天大量吸收鉛，從而實現鉛污染土壤的快速治理。
東南景天可以生長在pH值5-8的土壤環境里，適應性廣，在我國大部分地區都可以用來修復重金屬污染土壤。在實施過程中，還可以結合農藝措施，如使用有機肥，改良土壤理化性質，促進動東南景天根系生長，提高生物量，加速東南景天對鉛的吸收和向地上部的轉運，提高修復效率。
東南景天為多年生草本植物，第一年移栽后生長比較緩慢，首次收割在生長3-4個月之后，以后每生長3個月收割一次或東南景天生長到30-40cm高度收割一次，收割時地上部留莖2-3cm高。因此在利用東南景天修復鉛污染土壤時，要注意收割的時間和每次莖留高度，以免影響修復和治理的效果。
東南景天無性繁殖(以株芽為主)的速率很快，在較短的生長期內即可形成良好的地面覆蓋，其蓋度幾乎可達100％。另一方面，東南景天還具有適于刈割的特點，當其它環境條件較為適宜時，一年內可刈割收獲該植物地上部3～4茬。同時東南景天地上部高達40厘米，適合規模化、機械化操作。
收割的東南景天應轉移到其它地方集中處理或進行資源化加工處理。并可以回收其中的鉛，避免產生二次污染，同時可直接產生經濟效益。
本發明通過種植東南景天修復鉛污染土壤，利用東南景天對鉛的吸收和向地上部的轉運，通過收割地上部生物量，達到從土壤環境中帶走鉛污染物的目的。該方法與傳統的污染土壤治理方法相比，投資少，工程量小，管理技術要求不高，不破壞土壤理化性質，無二次污染，而且可以保持水土，美化環境。是一種應用范圍廣、投資少、維護成本低、操作簡單的“綠色修復技術”。本發明解決了鉛污染土壤的修復和治理問題，具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益，在鉛污染土壤修復中具有廣闊的應用前景。
圖1為本發明實施例3對三種不同pH值的土壤有效態鉛的變化，圖中口表示種植前土壤中有效態鉛的含量， 表示種植后土壤中有效態鉛含量。
具體實施例方式
實施例1在不同鉛污染水平的土壤中移栽東南景天，施用氮磷鉀肥，生長期間按傳統的農作物管理方法進行管理，移栽后4個月收獲地上部分。經測定，在200mg/kg污染水平下，東南景天的干物產量為926kg/ha，地上部鉛含量為2l0mg/kg，從土壤中帶走的鉛為194g/ha；在400mg/kg污染水平下，東南景天的干物產量為1148kg/ha，地上部鉛含量為180mg/kg，從土壤中帶走的鉛為207g/ha；在800mg/kg污染水平下，東南景天的干物產量為981kg/ha，地上部鉛含量為186mg/kg，從土壤中帶走的鉛為182g/ha；在1600mg/kg污染水平下，東南景天的干物產量為878kg/ha，地上部鉛含量為230mg/kg，從土壤中帶走的鉛為202g/ha。可以看出，東南景天在不同污染水平下對土壤鉛的清除能力沒有顯著差異，可以應用于不同程度鉛污染土壤的修復。
實施例2在含鉛1469mg/kg的鉛污染土壤中移栽東南景天，第一次移栽后4個月收獲地上部分，收獲后進行補苗，3個月后進行第二次收獲，每次收獲后施用氮磷鉀肥和有機肥，生長期間按傳統的農作物管理方法進行管理。經測定，第一次收獲后，東南景天的干物產量為1277kg/ha，地上部鉛含量為177mg/kg，從土壤中帶走的鉛為O.23kg/ha。第二次收獲后，東南景天的產量為3219kg/ha，地上部鉛含量為139mg/kg，從土壤中帶走鉛為O.48kg/ha。兩次收獲后土壤鉛含量由1469mg/kg變化為1403mg/kg，相當于土壤中的總鉛減少4.49％，以后每生長3個月收割一次或東南景天生長到30-40cm高度收割一次，土壤中的鉛含量不斷減少，從而達到從土壤環境中清除鉛污染物的目的，最終實現鉛污染土壤的修復。試驗表明施用氮磷鉀肥和有機肥，可明顯促進了東南景天的生長，提高了生物量，促進了根系對鉛的吸收和向地上部的轉運，提高修復效率。
實施例3在含鉛6011mg/kg，不同pH值的鉛污染土壤中移栽東南景天，施用氮磷鉀肥，生長期間按傳統的農作物管理方法進行管理，移栽后4個月收獲地上部分。經測定，在5.O水平下，東南景天的干物產量為1680kg/ha，地上部鉛含量為162mg/kg，從土壤中帶走的鉛為272g/ha；在pH值5.5水平下，東南景天的干物產量為1530kg/ha，地上部鉛含量為146mg/kg，從土壤中帶走的鉛為223g/ha；在pH值6.3水平下，東南景天的干物產量為1635kg/ha，地上部鉛含量為121mg/kg，從土壤中帶走的鉛為198g/ha。種植東南景天后，三種不同pH值的土壤的有效態(DTPA提取態)鉛含量分別由564mg/kg、555mg/kg、616mg/kg變為655mg/kg、649mg/kg、509mg/kg(見圖1)。可以看出，在酸性條件下，種植東南景天后土壤有效態鉛含量升高，隨著土壤pH的升高，有效態鉛含量降低。東南景天在不同pH水平下對土壤鉛的清除能力不同，酸性條件下清除能力較高，在堿性條件下，可以通過施用酸性物質，如酸性有機肥來調節，通過降低土壤pH來增加鉛的有效性，提高修復效率。
權利要求
1.鉛污染土壤的植物修復方法，其特征是以傳統農耕法將東南景天種植到鉛污染土壤中，施用氮磷鉀肥和有機肥，促進東南景天根系的生長；在生長3-4個月或生長到30-40cm高度之后首次收割地上部，以后每生長3個月收割一次，收割時地上部留莖2-3cm高，并將收割的地上部轉移到其他地方集中進行無害化處理。
全文摘要
本發明涉及鉛污染土壤的植物修復方法。該方法通過在被鉛污染區域種植鉛富集植物東南景天，通過東南景天根系吸收土壤中大量的鉛，并向上運輸及轉運到地上部，當植株生長到30－40cm或3－4個月后收割地上部并將其移走，則可從土壤中帶走大量的鉛，從而達到快速治理鉛污染土壤的目的。該方法投資少，工程量小，不破壞土壤理化性質，無二次污染，且可以保持水土，美化環境。
文檔編號B09C1/10GK1555933SQ20041001565
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月5日 優先權日2004年1月5日
發明者楊肖娥, 李廷強, 何冰 申請人:浙江大學