專利名稱：一種云霧苔草修復土壤的方法
技術領域：
本發明涉及一種云霧苔草吸收土壤中的鉛、鋅、銅、鎘、神而修復土壌的方法，屬于污染治理技術領域。
背景技術：
隨著礦山開采以及エ業生產的不斷發展，導致全球環境質量不斷惡化，土壌重金屬污染問題已成為世界各地關注的焦點。自2009年以來，中國連續發生了 30多起重特大重金屬污染事件。據報道，中國受污染的耕地面積達2000萬公頃，約占耕地總面積的1/5，其中重金屬污染約占污染面積的30% 40%左右。中國每年因土壤污染而減少的糧食產量 高達1000萬噸，直接經濟損失達100多億元。土壌重金屬污染治理途徑主要有兩種一是改變重金屬在土壌中的存在形態，使其由活化態轉變為穩定態；ニ是從土壌中去除重金屬，以使其存留濃度接近或達到土壤環境質量標準。具體包括農業工程法、物理法、物理化學法、生物學法等。農業工程技術方法包括使用改良劑，改變耕作制度，改變作物種類和肥料品種，翻耕或換土，以及向土壌中加入粘合劑以固定重金屬，在一定程度上能去除土壌重金屬或降低其毒性。但是這種方法無法從根本上解決土壤重金屬污染問題。常采用的物理及物理化學方法有熱解吸法、電化學法和提取法等。物理及物理化學方法容易對土壤造成二次污染。熱解吸法對于揮發性的重金屬，例如，汞，采用加熱的方法可以將其從土壤中解吸出來，當達到一定體積時再回收利用。用此項技術治理后，土壌中汞的濃度可達到土壤環境質量標準。電化學法對于滲透性不高，傳導性較差的粘性土壤中的Cu、Cr、As，根據電流能破壞金屬一土壤鍵的原理，可應用電化學的方法予以去除。Brewster等曾用鉄板作陽極，根據電解產生的亞鐵離子經氧化后可產生水合鐵氧化物的原理，創造適當的條件，使地下水中的重金屬與水合鐵氧化物形成共沉淀而將重金屬去除。通過改變兩極電壓控制亞鐵離子濃度，使處理過的水中的重金屬離子濃度達到排放標準。提取法分為沖洗法、洗土法和浸濾法等；這幾種方法的原理相同，都是利用試劑和土壌中的重金屬作用，形成溶解性的重金屬離子或金屬一試劑絡合物，最后從提取液中回收重金屬，并循環利用提取液。近年來的研究表明，表面活性劑利用其吸附作用對土壤中的某些重金屬陽離子具有良好的解吸效果，從而達到去除的目的。表面活性劑的分子愈大，對重金屬陽離子的解吸效果愈顯著。但由于其對環境產生影響，目前趨向于利用易降解、無毒性的生物表面活性剤。生物表面活性劑種類較多，它們對不同重金屬具有各自的專ー性，而且在污染土壌中能自發循環利用，因而具有良好的應用前景。美國曾應用淋濾法和洗土法成功地治理了 8種重金屬(Cd、Cu、Hg、Cr、Ni、Ag、Pb和Tb)污染的土壌，采用的提取劑為酸性溶剤，并加入氧化劑、還原劑及絡合剤。生物學方法主要是利用特殊植物和微生物來去除土壌中的重金屬或降低重金屬的毒性
植物吸取重金屬ー些具有特定生理機制的植物可對重金屬吸附富集或與重金屬結合生成不具生物活性的化合物，從而去除重金屬或降低重金屬的毒性。對于重金屬污染的土壤，可采取種植非食用植物或抗污染且能富集重金屬的植物的方法去除土壌中的重金屬。收獲植物時連根拔起也可以達到去除重金屬的目的。植物修復技術具有治理效果的永久性、治理過程的原位性、治理成本的低廉性、環境美學的兼容性等優點，因此使其成為重金屬污染治理的研究熱點。微生物吸取重金屬利用微生物對某些重金屬的吸收、沉積、氧化和還原等作用，減小植物攝取，從而降低重金屬的毒性。目前環境科學研究中最活躍的領域之一就是運用遺傳基因工程等生物技術來培育對重金屬具有降毒能力的微生物，借此消除重金屬對土壤的污染。 專利號為ZL200610048663. 6的發明專利《一種治理鉛污染土壤的植物修復方法》，將密蒙花通過直接移栽或播種方式種植到受鉛污染的土壌中，使其成活生長，控制土壤酸堿度為中性或偏酸性，定期或視密蒙花地上部中鉛含量或生長高度進行收割，每次收割密蒙花地上部之后，應留一段茬，將收割物送至專門地方加以集中處理。利用密蒙花生物量較大及對鉛的超積累特性，通過根系大量吸收富集土壌中的鉛，并輸送到地上部，再通過收割其地上部分而除去土壌中的鉛，完成對鉛污染土壤的治理和修復。專利號為ZL200710020380. 5的發明專利《鋅鎘復合污染土壤的植物修復方法》，其特征是將伴礦景天栽培于需治理的鋅鎘復合污染土壌區域，每年收割并轉移處理收割后的伴礦景天。為了達到高效治理的目的，在栽培管理上可于每年的7月和11月收割兩次；也可將伴礦景天與海州香薷套作。專利號為ZL200710132244. 5的發明專利《一種銅活化細菌及其強化植物土壤重金屬污染修復的方法》，屬于農業和環境污染治理技術領域。重金屬銅活化細菌菌株JYC17為微桿菌屬(MICROBACTERIUM SP.)。液體制劑含有有效活菌數為10億個以上/毫升，固體制劑含有效活菌數。專利號為ZL02152415. 7的發明專利《一種修復砷污染環境的方法》，將大葉井口邊草的孢子直接播種到受砷污染的環境(土壌、尾礦、濕地)中，或者通過分苗方式移植到受砷污染的環境(土壌、尾礦、濕地、水體)中，通過大葉井口邊草的根系大量吸收環境中的砷并輸送到地上部。當植物生長到30 50cm高度時(留茬5cm左右)并將其移走，則可從受砷污染的環境中帶走大量神，從而達到快速清除砷污染的目的。利用植物修復重金屬污染土壌方法較多，但是云霧苔草對鉛、鋅、銅、鎘、神污染土壤的修復未見報道。云霧苔草為莎草科苔草屬的植物，生長于海抜1350米至3700米的地區。根狀莖短，桿叢生(每簇有幾十到一百多根)，高10 70厘米，三棱形，上部粗糙，下部平滑，基部具棕褐色無葉片的葉鞘。花果期7—8月。分布于中國、阿富汗、印度、斯里蘭卡、印度尼西亞。
發明內容
為了克服現有技術的上述缺點，本發明目的在于提供ー種利用云霧苔草修復土壌的方法，在含有鉛、鋅、銅、鎘、神的土壤種植云霧苔草，利用云霧苔草對土壤中鉛、鋅、銅、鎘、神的超富集特性，通過根系大量吸收富集土壌中的鉛、鋅、銅、鎘、神，并將其向上輸送和轉移到地上部分，再通過收割地上部分而除去土壌中的鉛、鋅、銅、鎘、神，達到土壤修復的目的。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種云霧苔草修復土壌的方法，將受鉛、鋅、銅、鎘、神污染的土壌覆土，覆土深度為O lm，平整表面土壌，澆水使土壤相對濕度在50%以上；通過向土壤中施加酸性物質，將土壤PH值調節到5. O 7. 5。移栽云霧苔草，移栽簇距20 IOOcm ;和/或播種其草籽，播種密度5 30g/m2 ;每半年收割一次和/或當云霧苔草高度大于60cm時收割，收割后留下地下的根以便再次長出，然后對收割后植物集中處置，包括煙化爐焚燒。毎年的7 8月份是花果期，可集中收集云霧苔草的草籽。所述酸性物質為こニ銨四こ酸ニ鈉鹽(EDTA)、草酸、檸檬酸、DL-蘋果酸中的ー種或幾種。本發明具有以下有益效果
與傳統的治理方法相比，植物修復技術具有治理效果的永久性、治理過程的原位性、治理成本的低廉性、清潔高效性等優點。與公知植物修復重金屬土壤技術比較，能夠同時修復土壤中的鉛、鋅、銅、鎘、神，而且對于被鉛、鋅、銅、鎘、神重度污染或輕度污染的土壤修復效果明顯。
具體實施例方式實施例I
在I公頃的重度污染土壌上試驗，其污染深度為30cm，鉛、鋅、銅、鎘、神含量分別是15010、34740、340、188、338 mg/kg，土壤 PH 值 6. 2。對污染土壤進行覆土深度為 O. 5m，并平整表面土壌，澆水使土壤相對濕度在60%。移栽云霧苔草，移栽簇距，50cm。3月、9月分別收割一次，并留下地下的根以便再次長出，共計收割云霧苔草干重6噸，其中鉛、鋅、銅、鎘、神含量分別達到5562、10090、80、74、100 mg/kg。經過5年的栽種與收割，土壤中的鉛、鋅、銅、鎘、砷含量分別降低到70、90、44、0. 25,20 mg/kg，達到土壤環境質量標準GB15618-1995的ニ級標準的要求。實施例2
在I X I X Im的盆景輕度污染土壤上播種云霧苔草的草籽20g，盆景土壤中鉛、鋅、銅、鎘、砷分別是217、500、58、2. 7、30mg/kg，土壤PH值為6. 5，澆水使土壤相對濕度為70%。云霧苔草地上部分長到60厘米以上時收割，得到云霧苔草干重O. 6kg，含鉛、鋅、銅、鎘、神到841. 5、1845、171、11. 5、90mg/kg。土壤中鉛、鋅、銅、鎘、砷降到 30、90、20、0· 15、10 mg/kg，達到土壤環境質量標準GB15618-1995的一級級標準的要求。
權利要求
1.一種云霧苔草修復土壌的方法，其特征在于包括以下步驟 ①將受鉛、鋅、銅、鎘、神污染的土壌覆土，覆土深度為O lm，平整表面土壌，澆水使土壤相對濕度在50%以上； ②通過向土壤中施加酸性物質，將土壤PH值調節到5.0 7. 5 ; ③移栽云霧苔草，移栽簇距20 IOOcm;和/或播種其草籽，播種密度5 30g/m2 ;每半年收割一次和/或當云霧苔草高度大于60cm時收割，收割后留下地下的根以便再次長出，然后對收割后植物集中處置； ④每年的7 8月份是花果期，可集中收集云霧苔草的草籽。
2.如權利要求I所述ー種云霧苔草修復土壤的方法，其特征在于步驟②中，所述酸性物質為こニ銨四こ酸ニ鈉鹽(EDTA)、草酸、檸檬酸、DL-蘋果酸中的ー種或幾種。
3.如權利要求I或2所述ー種云霧苔草修復土壤的方法，其特征在于步驟③中，所述收割后植物集中處置方法為煙化爐焚燒。
全文摘要
本發明屬于污染治理技術領域，公開了一種云霧苔草修復土壤的方法。將受鉛、鋅、銅、鎘、砷污染的土壤覆土深度為0～1m，平整表面土壤，澆水使土壤相對濕度在50%以上；通過向土壤中施加酸性物質，將土壤pH值調節到5.0～7.5。移栽云霧苔草，移栽簇距20～100cm；和/或播種其草籽，播種密度5～30g/m2；每半年收割一次和/或當云霧苔草高度大于60cm時收割，收割后留下地下的根以便再次長出，然后對收割后植物集中處置，包括煙化爐焚燒。收割地上部分而除去土壤中的鉛、鋅、銅、鎘、砷，達到土壤修復的目的。
文檔編號B09C1/00GK102658290SQ20121015988
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者付兆華, 吳紅林, 尹廣順, 張候文, 張茂坤, 方錦, 李國勇, 桂勝負, 羅文權, 賈著紅, 鄭勤龍, 陳進, 高魁 申請人:云南馳宏鋅鍺股份有限公司