滿天星及有機膦酸強化處理鉛污染土壤的應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及鉛污染±壤植物修復技術，嚴格地說就是一種利用多氨基多酸基甲叉 麟酸強化富集植物滿天星在修復鉛污染±壤中的應用。
【背景技術】
[0002] 鉛是環境中一種主要的重金屬污染物之一，我國及世界各地普遍存在±壤鉛污染 情況，尤其在礦山、冶煉廠和公路周圍，鉛污染情況更為嚴重。鉛一旦進入人體后，將通過血 液干擾神經細胞的正常工作，在血液中破壞血紅素的生存和腦微血管的滲透性，可導致大 腦發育遲緩、不健全，最終影響人的智力，因此對鉛污染±壤的治理和修復，是十分緊迫的 任務。
[0003] 污染±壤植物修復技術費用低廉、不破壞場地結構、不造成地下水環境二次污染、 美化環境，易于為社會所接受，成為當前國內外的熱點科學問題和前沿研究方向。如今，人 們對環境的要求較高，不僅要滿足人居要求，而且還要達到一定的美學標準，在降低污染水 平的同時，也希望看到污染環境的美化，而花弁植物當然是美化環境的首選。我國花弁資源 豐富，特別是一、二年生草本花弁，種類繁多，分布廣泛，栽培歷史長，栽培條件明確，具有對 水、肥等要求不嚴及較好的抗逆性等特征。
[0004] 但是，已篩選到的具重金屬超積累特征的植物甚至超積累植物的修復效率還有待 于提高。人們發現植物馨合誘導修復技術可W增加上壤溶液中有效態重金屬的濃度，提高 植物對重金屬的吸收和富集能力，提高修復效率。現有技術普遍使用的馨合劑是邸TA，雖然 邸TA馨合鉛的能力很強，但是它進入環境后不易降解，會引起嚴重的重金屬滲濾，造成對地 表水和地下水等環境的二次污染。因此，現階段馨合誘導修復的重點之一是選擇較理想的 馨合劑，既保證修復效果，又能夠減少可能造成的環境風險和健康危害。 陽0化]多氨基多酸基甲叉麟酸是分子中有一個或多個麟酸基團的化合物，由于有機麟酸 類化合物能在較寬的抑范圍內與多種重金屬離子生成穩定的馨合物，且毒性小，合成方法 簡單，原料易得，價格低廉，生成的有機麟酸類馨合劑易于被生物降解，相繼得到了各國的 重視。但目前有機麟酸只是應用于水處理等行業，缺少在±壤修復的相關研究。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種可操作性強且對防止污染±壤風蝕、水蝕均有良好的效果的治理 鉛污染±壤的方法，即滿天星及有機麟酸強化處理鉛污染±壤的應用。
[0007] 為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：
[000引在含污染物鉛的±壤上種植滿天星，當植物長到成熟期時，向±壤中施加多氨基 多酸基甲叉麟酸，活化±壤中的鉛，通過滿天星根系大量吸收污染±壤中的鉛，并將其轉移 至地上部器官，當植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，從 而實現除去±壤中污染物鉛的目的。
[0009] 所述當植物長到成熟期時，向±壤中施加多氨基多酸基甲叉麟酸，多氨基多酸基 甲叉麟酸與±壤鉛的摩爾濃度比為1:1。
[0010] 所種植的滿天星是指在±壤上直接播種滿天星種子或將幼苗期的滿天星移植到 鉛污染±壤中。
[0011] 所述在鉛污染±壤中種植滿天星，可采取復種的方式，即在第一巷滿天星生長至 生物量最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，再重復上述過程，直至最終修復鉛污 染上壤。
[0012] 實驗證明多氨基多酸基甲叉麟酸可有效強化滿天星修復鉛污染±壤。本發明通過 在鉛污染±壤上種植滿天星，利用多氨基多酸基甲叉麟酸作為外源強化劑，能夠在穩定鉛 污染±壤，減少±壤侵蝕及不引起地下水二次污染的同時，使鉛污染±壤得到修復。與現有 技術相比，既不破壞現有鉛污染±地的±壤結構，又大大提高修復效率。
【具體實施方式】
[0013] 在含污染物鉛的±壤上種植滿天星，當植物長到成熟期時，向±壤中施加多氨基 多酸基甲叉麟酸，活化±壤中的鉛，通過滿天星根系大量吸收污染±壤中的鉛，并將其轉移 至地上部器官，當植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，從 而實現除去±壤中污染物鉛的目的。
[0014] 所述當植物長到成熟期時，向±壤中施加多氨基多酸基甲叉麟酸，多氨基多酸基 甲叉麟酸與±壤鉛的摩爾濃度比為1:1。
[0015] 所種植的滿天星是指在±壤上直接播種滿天星種子或將幼苗期的滿天星移植到 鉛污染±壤中。
[0016] 所述在鉛污染±壤中種植滿天星，可采取復種的方式，即在第一巷滿天星生長至 生物量最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，再重復上述過程，直至最終修復鉛污 染上壤。
[0017] 實施例1
[0018] 實驗±壤中化投加濃度為lOOOmg kg1，為國家±壤環境質量Ξ級標準的2倍，投 加的重金屬形態為化(N03)2,為分析純試劑，W固態加入到±壤中，充分混勻，平衡一個月后 待用。
[0019] 盆栽花弁為滿天星，待幼苗長出5-6片葉子后移栽到上述處理±中。每盆3棵， 3次重復。根據±壤缺水情況誘水，使±壤含水量保持在田間持水量的70%左右。
[0020] 待植物成熟后，收獲前1周向±壤中施加多氨基多酸基甲叉麟酸，與±壤化摩爾 濃度比分別為的1:4 (P1)、1:2 (P2)、1:1 (P3)、2:1 (P4)，設置未添加馨合劑對照（P0)。
[0021] 將收獲的植物樣分成根和地上部，用自來水充分沖洗W去除粘附于植物樣品上 的泥±和污物，然后再用去離子水沖洗，漸去水分，于105°C下殺青30min，然后在70°C下 烘至恒重，用電子分析天平稱出每種植物各部分的干重，稱重后的植物樣品粉碎備用。采 用HN03-HC104法消化（二者體積比為87% : 13% )，用原子吸收分光光度計（AAS，化tachi 180-80)測定植物樣品中的重金屬含量。
[0022] 修復效率是指單位時間內植物從污染±壤中提取、去除的污染元素占植物根系范 圍內±壤中該元素總量的百分比，即： 陽023] 修復效率=植物地上部吸收元素總量/根系范圍內±壤中元素總量X100%
[0024] 實驗結果如下；
[00巧]從表1中可W看出，由于多氨基多酸基甲叉麟酸是在滿天星成熟后加入±壤中， 地上部生物量受±壤多氨基多酸基甲叉麟酸的影響較小。隨著投加濃度的升高，其地上部 生物量有所下降，但各處理與對照均無顯著差異（P〉〇. 05)，因此本發明中多氨基多酸基甲 叉麟酸的投加方式合理，對植物的生長影響較小。
[00%] 在不同多氨基多酸基甲叉麟酸濃度處理下，滿天星吸收化的量隨著±壤中投加 多氨基多酸基甲叉麟酸濃度的升高而增加。在±壤中多氨基多酸基甲叉麟酸與鉛的摩爾 濃度比為1:1的情況下，滿天星地上部化含量達到最大值2112. 32mgkg1，修復效率最高 (1. 92% )，為對照的6. 6倍。多氨基多酸基甲叉麟酸濃度繼續升高，滿天星吸收鉛的量開始 下降，修復效率降低。
[0027] 因此，±壤中鉛濃度為lOOOmgkg1，多氨基多酸基甲叉麟酸與±壤中鉛的最佳摩 爾濃度比為1:1，滿天星的修復效率達到最高。 陽0測實施例2
[0029] 實驗±壤中化投加濃度為3000mgkg1，為國家±壤環境質量Ξ級標準的6倍，投 加的重金屬形態為化(N03)2,為分析純試劑，W固態加入到±壤中，充分混勻，平衡一個月后 待用。
[0030] 盆栽花弁為滿天星，待幼苗長出5 - 6片葉子后移栽到上述處理±中。每盆3棵， 3次重復。根據±壤缺水情況誘水，使±壤含水量保持在田間持水量的70%左右。
[0031] 待植物成熟后，收獲前1周向±壤中施加多氨基多酸基甲叉麟酸，與±壤化摩爾 濃度比分別為的1:4 (P1)、1:2 (P2)、1:1 (P3)、2:1 (P4)，設置未添加馨合劑對照（P0)。
[0032] 將收獲的植物樣分成根和地上部，用自來水充分沖洗W去除粘附于植物樣品上 的泥±和污物，然后再用去離子水沖洗，漸去水分，于105°C下殺青30min，然后在70°C下 烘至恒重，用電子分析天平稱出每種植物各部分的干重，稱重后的植物樣品粉碎備用。采 用HN03-HC104法消化（二者體積比為87% : 13% )，用原子吸收分光光度計（AAS，化tachi 180-80)測定植物樣品中的重金屬含量。
[0033]實驗結果如下；
[0034] 從表2中可W看出，當±壤中鉛濃度為3000mgkgi，地上部生物量受±壤多氨 基多酸基甲叉麟酸濃度的影響較小。由于多氨基多酸基甲叉麟酸是在滿天星成熟后加入 ±壤中，隨著投加濃度的升高，其地上部生物量有所下降，但各處理與對照均無顯著差異 (p〉0. 05)。
[0035] 在不同多氨基多酸基甲叉麟酸濃度處理下，滿天星吸收Pb的量隨著±壤中投加 多氨基多酸基甲叉麟酸濃度的升高而增加。在±壤中多氨基多酸基甲叉麟酸與鉛的摩爾 濃度比為1:1的情況下，滿天星地上部化含量達到最大值6336. 96mgkg1，修復效率最高 (1. 86% )，為對照的6. 4倍。多氨基多酸基甲叉麟酸濃度繼續升高，滿天星吸收鉛的量開始 下降，修復效率降低。
[0036] 因此，±壤中鉛濃度為3000mgkg1，多氨基多酸基甲叉麟酸與±壤中鉛的最佳摩 爾濃度比為1: 1，滿天星的修復效率達到最高。
[0037] 表1多氨基多酸基甲叉麟酸強化滿天星富集鉛的作用帥濃度為lOOOmgkg1)
[0038]
[0039] 表2多氨基多酸基甲叉麟酸強化滿天星富集鉛的作用（Pb濃度為3000mgkg1)
[0040]
【主權項】
1. 滿天星及有機膦酸強化處理鉛污染土壤的應用，其特征在于：在含污染物鉛的土壤 上種植滿天星，當植物長到成熟期時，向土壤中施加多氨基多醚基甲叉膦酸，活化土壤中的 鉛，通過滿天星根系大量吸收污染土壤中的鉛，并將其轉移至地上部器官，當植物長到地上 部生物量最大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，從而實現除去土壤中污染物鉛的 目的。2. 根據權利要求1所述的滿天星及有機膦酸強化處理鉛污染土壤的應用，其特征在于 所述當植物長到成熟期時，向土壤中施加多氨基多醚基甲叉膦酸，多氨基多醚基甲叉膦酸 與土壤鉛的摩爾濃度比為1:1。3. 根據權利要求1所述的滿天星及有機膦酸強化處理鉛污染土壤的應用，其特征在于 所種植的滿天星是指在土壤上直接播種滿天星種子或將幼苗期的滿天星移植到鉛污染土 壤中。4. 根據權利要求1所述的滿天星及有機膦酸強化處理鉛污染土壤的應用，其特征在于 所述在鉛污染土壤中種植滿天星，采取復種的方式，即在第一茬滿天星生長至生物量最大 時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，再重復上述過程，直至最終修復鉛污染土壤。
【專利摘要】本發明涉及鉛污染土壤的植物修復強化技術，具體地說是一種利用多氨基多醚基甲叉膦酸強化富集植物滿天星在修復重金屬鉛污染土壤中的應用，在含污染物鉛的土壤上種植滿天星，當植物長到成熟期時，向土壤中施加多氨基多醚基甲叉膦酸，活化土壤中的鉛，通過滿天星根系大量吸收污染土壤中的鉛，并將其轉移至地上部器官，將植物地上部器官從污染土壤上移走，從而實現除去土壤中污染物鉛的目的。本發明利用多氨基多醚基甲叉膦酸強化富集植物滿天星治理鉛污染土壤，具有可操作性強且防止污染土壤風蝕、水蝕等優點。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號】CN105382020
【申請號】CN201510917215
【發明人】崔爽, 趙杉林, 李萍
【申請人】遼寧石油化工大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月9日