一種提高鈾污染土壤修復效率的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及污染土壤再生，具體涉及強化植物修復污染土壤的方法。
【背景技術】
[0002]核工業和核能利用的發展，使鈾的使用量迅速增加，鈾的開采和冶煉產生大量尾礦和廢料，對土壤帶來嚴重污染。我們對湖南衡陽鈾尾礦土壤數百個樣品測定表明，多數樣品鈾含量在25?75mg.kg-1,大大超過我國土壤(O?20cm)背景值3.03mg*kg-l (中國環境監測總站.中國土壤元素背景值.北京:中國環境科學出版社，1990, 87-90, 93-248，260-324)。土壤鈾因生物富集作用在人體中積累，人體腎中鈾含量超3mg.kg — I，就會產生損害(Sheppard S.C., Sheppard Μ.1., Gallerand Μ.0., SanipelliB., 2005.Derivat1n of ecotoxicity thresholds for uranium.J.Environ.Rad1activ.79，55 - 83)。治理鈾污染環境對實現可持續發展和保護人類健康十分重要。
[0003]鈾污染的治理受到國內外的廣泛關注，在成本效益的比較下，利用植物修復鈾污染土壤受到人們的極大重視。植物修復因成本低、適應于大面積被污染介質的修復而受到人們的重視。植物修復技術就是利用植物根系吸收水分和養分的過程，吸收、轉移污染環境(如土壤和水)中的重金屬或核素，達到清除污染物質、修復介質目的的一種環境治理技術。根據修復機理和過程，植物修復技術可分為植物提取、植物固定、根際過濾和植物揮發四種類型。鈾污染土壤的植物修復主要是利用植物的提取作用(地上器官富集)和固定作用(根系富集)等來減少土壤中的鈾含量。
[0004]目前鈾污染土壤植物修復研宄有以下特點:一是研宄不同植物對鈾尾礦渣的耐受性(向陽，等.3種植物對鈾尾渣的耐受性研宄.礦業工程研宄，2009, 24(3):70-73)。二是研宄鈾尾礦區植物的鈾含量，評價篩選超富集植物(聶小琴，等.某鈾尾礦庫土壤核素污染與優勢植物累積特征.環境科學研宄，2010，23，(6):719-725 ;黃德娟，等.某鈾礦九種優勢草本植物鈾的測定.環境科學與技術，2011，34 (3):29-31) ?三是篩選植物研宄時，人工鈾污染土壤的處理在植物生長期間進行(唐麗，等.修復鈾污染土壤超積累植物的篩選及積累特征研宄.核技術，2009，32，(2): 136-141 ;徐俊，等.三種植物對鈾耐性及土壤中鈾吸收積累差異的研宄.化學研宄與應用，2009，21 (3):322-326 ;萬芹芳，等.植物對土壤中鈾的吸收與富集.植物學報，2011，46 (4):425 - 436).這種方法不符合大多數鈾污染土壤(鈾尾礦砂等)的實際情況，且溶液中鈾離子直接影響植物或被植物吸收，這與實際鈾污染土壤中鈾離子多被土壤固體吸附不同。有研宄表明，土壤孔隙溶液中鈾的濃度對植物的影響和吸收作用相當于10倍濃度干土中的鈾(SheppardS.C., et al, 2005.Derivat1n of ecotoxicity thresholds for uranium.J.Environ.Rad1activ.79，55 - 83)。因此，用在植物生長期間澆施鈾溶液的方法來評價植物對土壤鈾的吸收富集能力是不準確的。四是用營養液水培方式測定陸生植物的U含量，據此評價植物的修復能力(Dushenkov S D, et al.Removal of U from water using terrestrialplants.Environ.Sc1.&Tech., 1997, 37:3468 ~ 3474 ；Straczek A,et al.Differences inU root—to—shoot translocat1n between plant species explained by U distribut1nin roots.Journal of Environmental Rad1activity 2010.，101:258 - 266.) 0 營養液水培環境不同于土壤環境，陸生植物在水中和土壤中有不同的根系生長特點和元素吸收特點，用水培的方式評價陸生植物的修復能力是不準確的。
[0005]Viehweger 等(2010)研宄表明，擬南芥屬的一種植物(Arabidopsis halleri)在水培介質中U的TF (植物鈾含量/介質鈾含量)值比在廢棄鈾礦土壤中高10倍以上(Viehweger K, Geipel G.Uranium accumulat1n and tolerance in Arabidopsis halleriunder native versus hydroponic condit1ns[J].Environmental and ExperimentalBotany, 2010, 69:39 - 46.)
[0006]國內外學者對鈾污染土壤的植物修復進行了不少技術研宄。(I)修復植物篩選。在國外，向日葵被認為是良好的富集植物(ShahandehH，et al.Enhancement of UraniumPhytoaccumulat1n From Contamimated Soils.Science, 2002, 167 (4):269-280.) o 馮濤等(2008)用美洲商陸修復鈾尾礦渣污染土壤(專利公告號:CN101249501 (2008.08.27))。向言詞等(2009)利用鹽膚木、山黃麻、密蒙花、黃香草木犀和霧水葛(Pouzolziaz eylanica)五種植物搭配種植阻控鈾尾礦渣重金屬污染物移迀(專利公告號:CN101491810(2009.07.29))，用田皂角、五節芒和白茅修復改良鈾尾礦渣污染土壤(專利公告號:CN101502843(2009.08.12))。丁德馨等(2010)利用博落回修復鈾尾礦砂(專利公告號:CN101642768(2010.02.10))。(2)強化植物修復能力。強化植物修復能力就是采取各種措施，促進植物對重金屬或鈾的吸收和轉移，提高植物含量。有研宄表明，施用EDTA螯合劑可以促進植物對銫的吸收和富集(李鳳玉等，EDTA螯合誘導商陸、胭脂草修復錳污染環境的研宄.福建師范大學學報(自然科學版)，2011，27 (2):114-119);施用雞糞肥、海藻月巴、檸檬酸對植物鈾含量有不同的影響(萬芹芳，等.植物對土壤中鈾的吸收與富集.植物學報，2011，46(4):425 - 436)。但微量元素對強化植物修復鈾污染土壤有何作用，目前未見報道。
[0007]微量元素是平均含量在植物干重0.1 %以下、植物生長發育必需的一類元素，包括錳、銅、鋅、鉬、硼、氯、鎳等元素。這些微量元素對植物其他必需元素有抑制吸收、促進吸收等作用(魯如坤等.農業化學手冊.科學出版社，1982)，研宄它們對植物吸收鈾這種非必需元素有何影響，探索利用某些微量元素強化植物修復鈾污染土壤的方法，應是植物修復研宄研宄的一個重要課題。
[0008]因此，針對目前植物修復研宄的不足，采取飽和持水量法(唐永金，羅學剛.植物吸收和富集核素的研宄方法.核農學報，2011，25(6):224-231)人工鈾污染土壤，保證試驗土壤得到均勻污染；經鈾處理的土壤在陰涼處放置8周以上(Massas I, et al.134Csuptake by four plant species and Cs - K relat1ns in the soil - plant system asaffected by Ca (OH) 2app Ii cat 1n to an acid soil.Journal of Environmental Rad1activity, 2010, 101:250 - 257.)，經土壤吸附固定，模擬鈾污染土壤。在不同濃度鈾污染土壤下，分別施用不同濃度的錳、鉬、硼、鋅、銅微量元素，并與不施用比較，對篩選出的微量元素及其濃度對植物生物產量和鈾含量的研宄，再經配套技術研宄，發明一種利用硼元素強化植物修復鈾污染土壤的方法。
【發明內容】
[0009]本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，通過施用硼元素，提供一種提高鈾污染土壤修復效率的方法。
[0010]本發明的內容是:一種提高鈾污染土壤修復效率的方法，其特征在于，它是利用硼能顯著提高鈾富集植物吸收鈾的能力的特點，在鈾污染土壤(25?TSmgU^kg-1 土)中施用硼元素(50mg ?kg—1 土)后再種植鈾富集能力強的植物，當株物長到高50?60cm時或開花前，將植株連根拔起從