一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及重金屬復合污染土壤的植物修復技術，具體涉及一種利用溶解性有機 質強化植物修復土壤鉛和鎘的方法。
【背景技術】
[0002] 土壤是人類賴以生存的自然環境和農業生產的重要資源，隨著工農業發展和城市 化進程的加快，重金屬污染物的排放量與日俱增。重金屬污染會嚴重干擾土壤生態系統的 正常功能，這不僅降低農產品產量和品質，還會通過食物鏈循環間接危害人體健康。鉛（Pb) 和鎘（Cd)是我國農田土壤中廣泛分布的重金屬污染物，其毒性較大、蓄積性很強，對生物 有致畸、致癌、致突變的作用。目前，土壤Pb和Cd污染的治理和修復成為十分緊迫的任務。
[0003] 植物修復（Phytoremediation)是一種綠色修復技術，具有費用低廉、操作簡單、 環境風險低和適用性廣的優點，已成為環境修復領域的研宄熱點。利用觀賞性植物修復重 金屬污染土壤具有天然優勢，它不但能夠吸收重金屬，同時還能美化環境，一舉兩得；此外， 觀賞性植物一般不會直接進入食物鏈，可以降低對人體的風險。
[0004] 土壤重金屬經過長時間的老化作用，活性很低，穩定性較好，迀移能力較差；超富 集植物大多生物量較小且生長緩慢，而生物量大、生長迅速的富集植物一般難以高效富集 土壤重金屬，這給土壤修復工作帶來了很多困難。因此，許多學者把研宄重心放在螯合強化 修復技術方面，即在土壤中添加螯合劑用以活化土壤重金屬，提高重金屬的生物有效性，進 而促進植物對重金屬的吸收。然而，螯合強化修復技術也存在很多問題：首先，雖然螯合劑 能夠提高植物體內重金屬含量，但是螯合劑會抑制植物生長，降低植物生物量，影響植物修 復效果；其次，大多數螯合劑不易降解，極易導致重金屬的滲濾現象，容易對生態環境特別 是地下水造成潛在污染；再次，螯合劑的價格較高，大量使用必然會增加植物修復的成本。 所以，尋找生態環境風險低、強化修復效果好、實用（適用）性強的螯合強化修復方法成為 亟待解決的問題。
[0005] 溶解性有機質（DOM)作為土壤有機質中最活躍的組分，含有羥基、羧基、羰基等多 種活性官能團。DOM的來源包括動植物殘體、生物質腐殖化產物、植物根系分泌物等方面，獲 取途徑較豐富，安全性好，潛在推廣應用價值高。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法。
[0007] 為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：
[0008] 該強化植物修復方法包括以下步驟：
[0009] 在鉛-鎘復合污染土壤中種植修復植物，在修復周期內按照土壤持水量為田間持 水量的60 %?70 %向所述鉛-鎘復合污染土壤澆灌DOM溶液，所述DOM溶液為土壤浸提液 和秸桿腐殖化溶液的混合物，修復周期結束后，將所述修復植物整體從所述鉛-鎘復合污 染土壤中移走。
[0010] 所述強化植物修復方法還包括以下步驟：所述修復植物整體從所述鉛-鎘復合 污染土壤中移走后，重新在所述鉛-鎘復合污染土壤中種植修復植物，并開始下一個修復 周期，修復周期個數的確定以實現土壤中的鉛或鎘的含量不再降低或達到環境安全標準為 準。
[0011] 所述DOM溶液中土壤浸提液和稻桿腐殖化溶液的體積比為1:1?4。
[0012] 以修復植物展開至少兩片真葉作為修復周期起點，所述修復周期的終點為修復植 物生長到開花期前。
[0013] 所述土壤為黃土。
[0014] 所述修復植物為金盞菊。
[0015] 所述金盞菊的種植方法為：
[0016] (1)直接播種
[0017] 包括以下步驟：將金盞菊種子直接種植于鉛-鎘復合污染土壤中；或者，
[0018] ⑵直接移栽
[0019] 包括以下步驟：將含2?4片展開真葉的金盞菊幼苗直接移栽于鉛-鎘復合污染 土壤。
[0020] 所述金盤菊對應的修復周期為60天。
[0021] 本發明的有益效果體現在：本發明提供一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復 方法，DOM來源于土壤浸提液和秸桿腐殖化溶液的混合液，所述的強化效果主要來源于DOM 對鉛/鎘的活化效應，利用DOM改變土壤中鉛/鎘的生物可利用性，提高修復植物（例如金 盞菊）修復鉛/鎘復合污染土壤的效果。
[0022] 與現有技術相比，本發明的優點在于：
[0023] 一、DOM溶液有效促進了生物量大、生長迅速類修復植物（例如金盞菊）對土壤 (例如黃土）中鉛/鎘的吸收，強化了植物修復鉛/鎘復合污染土壤的效果，相對于澆灌 純凈水，修復植物地上部和地下部的Pb、Cd含量增幅顯著（例如Pb最高達118. 47 %和 69. 44%，Cd 最高達 15. 65%和 4L 01% )。
[0024] 二、DOM溶液明顯提高了土壤（例如黃土）中鉛/鎘的生物可利用性，其有效態Pb 含量最大提高120. 31 %，有效態Cd含量最高增加63. 28% (與澆灌純凈水相比）。
[0025] 三、DOM的強化效應明顯，提取工藝簡單，成本低廉，天然環保，應用過程中不會引 起二次污染，具有較強的實際應用潛力。
[0026] 四、克服了使用常規螯合劑影響土壤中植物生長的不足。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0028] (一）盆栽濃度梯度實驗
[0029] 盆栽實驗地點在陜西科技大學校園內，采用室外栽培。實驗場地周圍沒有污染源， 該地區屬于暖溫帶半濕潤的季風氣候，年平均溫度為9-19°C，無霜期208-230天，年降水量 500_750mm，盆栽實驗米自該校表層土壤（0_20cm)，土壤基本理化性質見表1。
[0030] 表1 土壤基本理化性質
[0031]
【主權項】
1. 一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于：該強化植物修復方法 包括以下步驟： 在鉛-鎘復合污染土壤中種植修復植物，在修復周期內按照土壤持水量為田間持水量 的60 %?70 %向所述鉛-鎘復合污染土壤澆灌DOM溶液，所述DOM溶液為土壤浸提液和秸 桿腐殖化溶液的混合物，修復周期結束后，將所述修復植物整體從所述鉛-鎘復合污染土 壤中移走。
2. 根據權利要求1所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 所述強化植物修復方法還包括以下步驟：所述修復植物整體從所述鉛-鎘復合污染土壤中 移走后，重新在所述鉛-鎘復合污染土壤中種植修復植物，并開始下一個修復周期，修復周 期個數的確定以實現土壤中的鉛或鎘的含量不再降低或達到環境安全標準為準。
3. 根據權利要求1所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 所述DOM溶液中土壤浸提液和秸桿腐殖化溶液的體積比為1:1?4。
4. 根據權利要求1所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 以修復植物展開至少兩片真葉作為修復周期起點，所述修復周期的終點為修復植物生長到 開花期前。
5. 根據權利要求1所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 所述土壤為黃土。
6. 根據權利要求1所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 所述修復植物為金盞菊。
7. 根據權利要求6所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 所述金盞菊的種植方法為： (1) 直接播種 包括以下步驟：將金盞菊種子直接種植于鉛-鎘復合污染土壤中；或者， (2) 直接移栽 包括以下步驟：將含2?4片展開真葉的金盞菊幼苗直接移栽于鉛-鎘復合污染土壤。
8. 根據權利要求6所述一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法，其特征在于： 所述金盞菊對應的修復周期為60天。
【專利摘要】本發明提供一種鉛-鎘復合污染土壤的強化植物修復方法：在鉛-鎘復合污染土壤中種植修復植物，在修復周期內按照土壤持水量為所述土壤田間持水量的60％～70％向所述土壤澆灌DOM溶液，本發明DOM來源于土壤浸提液和秸稈腐殖化溶液的混合液，所述的強化效果主要來源于DOM溶液對鉛/鎘的活化效應，利用DOM改變土壤中鉛/鎘的生物可利用性，提高修復植物修復鉛/鎘復合污染黃土的效果。
【IPC分類】B09C1-00
【公開號】CN104607453
【申請號】CN201510054146
【發明人】范春輝
【申請人】陜西科技大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月2日