适合我国北方地区镉污染土壤的植物修复方法
阅读：748发布：2020-05-13
专利汇可以提供适合我国北方地区镉污染土壤的植物修复方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种适合我国北方地区镉污染 土壤 的 植物 修复 方法，首先在当年3月份，在镉污染土壤中 播种 野菊 种子 ，种子用量0.1 g/m2，播种深度为5 cm±1cm；植物生长期间及时除去 杂草 、 灌溉 ，保持土壤墒情较好；至9月中旬 收获 ，剪除植物地上部，将植物根系留在土壤中；至第二年3月份，野菊从留在土壤中的根系中发出新苗。本发明方法的修复效率较高，经测试，野菊对土壤镉的 生物 富集系数高达7.76，且修复方法简单、易掌握，特别对于北方镉污染土壤的修复效果远远好于现有方法。，下面是适合我国北方地区镉污染土壤的植物修复方法专利的具体信息内容。
适合我国北方地区镉污染土壤的植物修复方法
技术领域
[0001] 本发明涉及污染土壤的修复技术，尤其是涉及一种适合我国北方地区镉污染土壤的植物修复方法。
背景技术
[0002] 镉是土壤中常见的污染重金属，也是我国土壤中最主要的污染重金属之一。污染土壤中镉的主要来源包括有色金属的开采和冶炼、污水灌溉、化工等行业排出的废液污染等。在未污染土壤中，镉的含量一般在0.1 mg/kg左右，而污染土壤中的镉的含量会达到0.5-5 mg/kg或者更高。镉对人体有致癌作用，污染土壤中的镉可通过饮用水、食物、污染土壤颗粒被人体吸入等途径进入人体，从而影响人体健康。
[0004] 植物提取修复是重金属污染土壤的修复方法之一，这种方法适合于植物有效性和移动性较高的重金属，如镉。植物提取修复的基本原理是在重金属污染土壤中种植修复植物，植物生长期间吸收重金属，之后将植物收获并移除，达到降低污染土壤中重金属含量的目的。在自然界中，多数植物吸收土壤重金属的能力很低。用于描述植物吸收污染土壤中重金属能力的指标是生物富集系数，该指标指的是植物体中重金属含量除以土壤中该重金属含量得到的商，多数植物对土壤重金属的生物富集系数值远小于1。
[0005] 对于重金属污染土壤的植物提取修复，要达到较好的修复效果，一是植物对重金属的生物富集系数要较高；第二，植物的产量要较高。目前，对镉污染土壤植物提取修复能力较强的植物是伴矿景天。伴矿景天是一种发现于浙江省的景天科植物，但这种植物不适合在我国北方地区种植。另外，龙葵、鬼针草可用于北方镉污染土壤的植物提取修复，但这些植物的缺点是对土壤中镉的生物富集系数较小，一般情况下生物富集系数为2-3之间。
[0006] 因此，在目前情况下，对于北方地区的镉污染土壤的植物修复，尚没有发现更为有效的修复植物。
发明内容
[0008] 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：本发明所述的适合我国北方地区镉污染土壤的植物修复方法，包括下述步骤：
第一步，当年3月份，在镉污染土壤中播种野菊种子，种子用量0.1 g/m2，播种深度为5 cm±1cm；
第二步，植物生长期间及时除去杂草、灌溉，保持土壤墒情较好；
第三步，至9月中旬收获，剪除植物地上部，将植物根系留在土壤中；
第四步，第二年3月份，野菊从留在土壤中的根系中发出新苗。
第一步，当年3月份，在镉污染土壤中播种野菊种子，种子用量0.1 g/m2，播种深度为5 cm±1cm；
第二步，植物生长期间及时除去杂草、灌溉，保持土壤墒情较好；
第三步，至9月中旬收获，剪除植物地上部，将植物根系留在土壤中；
第四步，第二年3月份，野菊从留在土壤中的根系中发出新苗。
[0009] 本发明所用的野菊，拉丁名为Dendranthema indicum，为产于我国华北、西北、西南的野菊种。
[0010] 本发明的优点在于修复效率较高，修复方法简单、易掌握，特别对于北方镉污染土壤的修复效果远远好于现有方法。
[0011] 野菊属菊科，产于欧亚温带地区。为多年生草本植物，既可用于观赏，也可作为药用，而地下根茎耐旱，严冬季节根茎能在地下越冬。
[0012] 本申请利用野菊耐寒、根发的特点，将其栽种在我国北方地区的镉污染土壤中，一次播种可连发多年，成本低，劳动量小，对我国北方地区修复镉污染土壤具有很好的实用性。
具体实施方式
[0013] 下面通过具体实施例对本发明做更加详细的论述，以利于本领域技术人员的理解和应用。
[0014] 申请人选择我国河南省济源市郊因铅冶炼形成的镉污染土壤区域作为试验项目区域。
[0015] 项目区域为一长20 m、宽4 m的平坦区域，该区域的土地利用方式为农田，土壤性质基本均匀。采集0-20 cm深度的多点土壤样品，混合之后测定全镉含量，结果表明，土壤全镉含量的平均值为2.41 mg/kg。
[0016] 在2018年3月，对项目区域的土壤施肥，肥料为N、P2O5和K2O标示含量分别为15、20和10的复合肥。在项目区域撒施30 kg肥料，之后用拖拉机耕作，将肥料与0-20 cm深度的土壤混合均匀；之后耙地，使项目区域土地平整、没有大的土块。由于土壤墒情较好，因此播种前不需要灌溉。
[0017] 人工利用工具在项目区域沿长边方向开沟，两沟之间的距离约为0.8 m，共开6条沟，沟的深度在5cm左右。之后将野菊种子均匀地撒入沟中，用量按0.1 g/m2控制，整个项目区域用量为10 g。种子撒入后立即覆土，以减少水分散失，同时轻踩土壤，促进土壤与种子紧密接触。
[0018] 野菊种子7 d左右发芽，根据土壤墒情适时灌水。
[0019] 5月底前，应当注意除去田间杂草，以利野菊形成较强长势。
[0020] 野菊生长期间，根据降雨及土壤墒情，灌水2次。
[0021] 9月15日，野菊部分叶片出现干枯现象，进行收获。收获时，利用镰刀将植物沿地面割下，操作过程中应防止将植物根系拔出或对根系造成损伤。
[0022] 将所有植物地上部现场称重，总重为631.1 kg，少量多次取植物样3份，每份重量约0.5 kg，现场称重，记录重量，用于测定含水量，称作测产样；另取3份植物样品，每份重0.2 kg左右，用于测定重金属含量，称作分析样。
[0023] 以上6份样品带回室内，测产样在70oC下烘干，称重，计算样品含水量（含水量为样品水分重与样品湿重之比）；经测试，3个样品含水量测定值分别为75.3%、71.6%和72.3%，平2
均值为73.1%。根据含水量计算，野菊的干重产量为1.70 kg/m。
均值为73.1%。根据含水量计算，野菊的干重产量为1.70 kg/m。
[0024] 分析样清洗后，烘干、粉碎，测定植物体镉含量，3个样品的镉含量结果分别为19.3、18.7和18.2 mg/kg（干重），平均值为18.7 mg/kg。根据野菊产量和镉含量计算，野菊对土壤镉的吸收数量为31.8 mg/m2。根据植物体镉含量计算，野菊对土壤镉的生物富集系数为7.76。
[0025] 由于植物生长期间吸收的重金属多来自0-20 cm土壤层，且土壤容重为1300 kg/m3，则1 m2面积内，0-20 cm土壤干重为260 kg，根据土壤镉含量计算，这些土壤中镉重量为626.6 mg，则野菊吸收的镉占土壤镉的比例为5.08%。
[0026] 2019年春天，野菊根部开始发芽。
[0027] 3月份灌溉前，在项目区域撒施尿素，用量为10 kg。
[0028] 3-5月份做好除去杂草工作；生长期间适时灌水；按照上一年工作方法，于9月20日收获植物并进行测试。
[0029] 测产和分析结果表明，野菊产量为1.79 kg/m2，镉含量为18.0 mg/kg，根据野菊产量和镉含量计算，野菊对镉的吸收数量为32.0 mg/m2。
[0030] 野菊两年从土壤中吸收镉的总量为63.8 mg/m2，吸收数量占土壤镉含量的比例为10.2%。
[0031] 通过以上方法，达到了利用野菊较快速地降低北方镉污染土壤中镉的目的。该方法简易易行，投入较小，修复效果较好。
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