專利名稱：一種利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法
技術領域：
本發明涉及修復重金屬鎘污染土壤的方法，具體為一種利用鎘高積累水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法。
背景技術：
鎘(Cd)是動、植物生長發育的非必需元素，以其移動性大、毒性高、污染面積最大被列為“五毒之首”。鎘不僅會對植物產生各種生理毒害作用，更為嚴重的是，植物吸收富集的鎘將通過食物鏈對人類健康造成潛在的危害。因此，將土壤中高含量的鎘降低到可接受的濃度水平對于控制土壤鎘污染具有重要意義。重金屬污染土壤的傳統修復方法有物理方法(淋濾法、客土法、吸附固定法等)和化學方法(生物還原法、絡合物浸提法等)。物理方法效果好，不受土壤條件的限制，但需要大量的人力、物力和財力，且投資大、見效緩慢， 還會破壞土壤結構以及土壤微生物；化學方法見效快，但往往投資昂貴、需用復雜的設備條件、打亂土層結構和易帶來二次污染等，對大面積的土壤污染更是無可奈何。因此，這些方法都不能從根本上解決問題。此外，重金屬污染植物修復技術也是近年來提出的一種綠色、 廉價，被人們所廣泛認可的有效的治理措施，此方法主要利用超積累植物來固定、吸收和揮發重金屬，其優勢明顯，但植物易受到本身和環境條件的影響，因此在實際的應用存在一定局限性，例如(1)已知的超積累植物多為野生型稀有植物，分布具有較強的區域性；(2)田間應用的不確定性和難度；C3)生長速度慢、生物量低、修復時間長；(4)重金屬超積累植物的農作和植保技術沒有形成。目前，重金屬污染的土壤多采用植物修復技術，是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學元素的理論為基礎，利用植物及其共存的微生物體系清除環境中的污染物的一種技術，主要包括植物提取、植物揮發、植物穩定或固化、根系過濾。但限于用于修復的材料自身的特性，不能廣泛的應用。因此，超積累植物是影響植物修復的最重要因素，而超積累植物有其自身的不足，在實際應用中受到了極大的限制。綜上，不管是傳統的修復方法還是重金屬污染土壤的植物修復技術都存在一定的局限性，目前，還沒有一種有效的方法可以把重金屬從土壤污染環境中根本去除或降低到可接受的濃度水平。
發明內容
本發明目的是提供一種易于栽培和管理、存在可預測的萌發和生理發育特性、可穩定的遺傳方式、利于收割的一種水稻用于修復重金屬鎘污染土壤的方法。本發明的具體技術方案如下一種利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實現一、將水稻秧苗直接種植于鎘污染的土壤中；二、按常規大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬。
這一水稻具有鎘的高積累特征。本發明的優點在于快速、準確、成本低和可操作性強，是一種利用常規作物修復重金屬鎘污染土壤的方法。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明利用鎘高積累水稻品種對鎘的富集特性，將水稻種植于鎘污染土壤中，吸收積累土壤中的鎘，將其大部分積累在水稻的根部，增強水稻在鎘脅迫下的耐性，從而吸收積累更多鎘，以達到修復土壤鎘污染的目的。由于水稻生物量大、易于栽培和管理、存在可預測的萌發和生理發育特性、可穩定的遺傳方式、利于收割。因此，水稻用來修復鎘污染土壤具有的可行性。同時，將收獲的水稻進行妥善處理(如灰化回收、提純)后，鎘可用于鋼、鐵、銅、黃銅和其它金屬的電鍍，制造體積小和電容量大的電池，用于生產顏料和熒光粉，大大提高鎘的利用率。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對發明作進一步說明。一種利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實現一、將水稻秧苗種植在鎘污染的土壤中；二、按常規大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬；這一水稻具有鎘的高積累特征。試驗在四川農業大學教學科研園區進行。參照我國主要農業土壤中鎘的質量分數背景值在0. 01-1. 34mg/kg之間平均為0. 12mg/kg,供試土壤為對照土壤(土壤A 鎘全量為0. 37mg/kg，有效量為0. 083mg/kg)以及兩種不同鎘污染程度的土壤(土壤B 鎘全量為 2. 33mg/kg，有效量為 0. 847mg/kg ；土壤 C 鎘全量為 10. 56mg/kg，有效量為 2. 31mg/kg)。試驗稱量IOkg 土壤裝入塑料桶中。參照大田常規管理，采樣時間在處理60天(分蘗期)采樣，每處理3次重復，采樣時間的確定是結合前期篩選試驗，在分蘗期吸收速率大、生物量大、稀釋作用弱并且在這個時期根系發育階段根系占有比例并不大，更有利于實現鎘去除處理積累量最大而確定。結果表明處理60天后，高積累水稻品種地上部鎘含量隨著土壤鎘濃度的增加而增加，在土壤C中，水稻植株鎘含量為98. 89mg · /kg，約為對照的34倍，同時其生物量在鎘低濃度范圍內是隨著濃度的增加而增加，在土壤A中生物量為24. 22g/pot，在土壤C中生物量為25. 49g/pot，說明低濃度的鎘對其的生長有促進作用，增強了水稻對鎘的耐性。 從積累量來看，在土壤B中，鎘積累量為3. 30士0. 02 μ g/plant,在土壤C中，鎘積累量為 70. 45士2. 48 μ g/plant,約為對照的7倍和22倍。從水稻對鎘的富集情況來看，在各個濃度時起富集系數均大于1，在土壤B中富集系數為6. 47，在土壤C中富集系數為9. 88，可見水稻對鎘的富集能力大，可作為鎘污染土壤的修復作物。由于水稻生物量大、易于栽培和管理、存在可預測的萌發和生理發育特性、可穩定的遺傳方式、利于收割。因此，這種水稻用來修復鎘污染土壤具有的可行性。同時，將收獲的水稻進行妥善處理(如灰化回收、提純)后， 鎘可用于鋼、鐵、銅、黃銅和其它金屬的電鍍，制造體積小和電容量大的電池，用于生產顏料和熒光粉，可以充分合理的利用資源，一物多用。
權利要求
1.一種利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于；利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實現一、將水稻秧苗直接種植于鎘污染的土壤中；二、按常規大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬。
2.根據權利要求1所述的一種利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于； 所述的這一水稻具有鎘的高積累特征。
全文摘要
本發明涉及修復重金屬鎘污染土壤的方法，具體為一種利用鎘高積累水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法。一種利用水稻修復重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實現一、將水稻秧苗種植在鎘污染土壤中；二、按常規大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬。該方法利用鎘高積累水稻對鎘的富集特性，將其種植于鎘污染的土壤中，吸收積累鎘，并將其大部分轉運到地上部分，以達到修復土壤的目的。
文檔編號B09C1/00GK102553902SQ20111011744
公開日2012年7月11日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者余海英, 張洪江, 張錫洲, 李廷軒, 王永東, 鄭子成, 鄭陶 申請人:四川農業大學