专利名称：油污污染湿地的植物修复方法
技术领域：
本发明涉及一种油污污染湿地的植物修复方法。
背景技术：
随着我国对外开放和海洋经济的迅速发展、海洋石油勘探开发规模不断加大、海 上石油、燃料油运输日益繁忙，加之我国未来对石油需求的不断增加、油运市场的不断壮 大，我国的海域可能是未来溢油事故的多发区和重灾区。据不完全统计，1976 2006年，我 国沿海平均每4天发生一起溢油事故，其中，溢油量在50吨以上的溢油事故60多起。每年 都有大量的油污进入海洋生态环境中，岸边的脆弱的湿地生态极易受到影响，而这些有毒 有害的有机污染物会通过物质迁移对大气等其他环境要素产生不利影响，还可以随食物链 进入人体，对人类的健康构成威胁。因此，岸边沉积物中的油污的处理处置日益受到重视。油类污染物进入土壤后，会改变土壤有机质的组成和机构，使得土壤中碳氮比严 重失调，也影响到土壤微生物的生长繁殖，对微生物群落的结构和种类都造成不同程度的 影响。并且石油的粘度大，可以堵塞土壤的空隙，增大土壤的氧化还原电位，是其处于缺氧 状态，从而对微生物产生抑制作用，还会影响到植物的根系分泌物，如土壤根际土的酶，有 机物会抑制这些酶的活性现有的修复方法有物理修复、化学修复和生物修复等，传统的物理化学修复方法 成本高且容易带来二次污染，微生物修复的方法可能会导致细菌等微生物对土壤和地下水 的生物性污染。植物修复是继微生物修复之后提出的一种绿色原位修复技术，所收获的植 株可以进行集中处理，不会造成二次污染，同时修复进程不仅不会破坏土壤生态环境，还有 助于改善因石油烃污染而引起的土壤退化和生产力下降，恢复并提高其生物多样性。利用 植物来修复油污土正逐步成为未来石油污染治理研究的一个重要方向，所以关于富集油污 的植物的筛选是该领域面临的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种油污污染湿地的植物修复方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案—种油污污染湿地的植物修复方法，其特征在于该方法的具体不会走为将三棱 草幼苗或种子播种于受油污污染的湿地中，种植密度为800 1200株/m2，当三棱草长到 种子期，将该三棱草进行刈割；如此反复刈割至土壤油污含量达到环境安全标准。所述的受油污污染为受汽油污染、受柴油污染、受重油污染、受原油污染等油类 有机物。所述的受油污污染的土壤中油污的浓度为1000 20000mg/kg。在含柴油的湿润土壤中种植三棱草，通过三棱草的吸收与代谢，及植物根际的分 泌物、酶的化学作用和微生物摄入，实现降解消除土壤中油污的目的。收获的三棱草地上部 分，随垃圾的处理可以解决生物量的问题。大规模的修复意味着大的生物量的获取，就可以进行集中处理，或者卫生填埋，焚烧等，也可以作为农村沼气发酵的原料实现资源利用的彻 底性，以在某种程度上降低了二次污染的可能性。本发明所采用的三棱草为多年生草本，高15 95cm。茎直立，三棱形；根状茎匍匐 延长，部分膨大呈纹外向型性，有时数个相连。叶丛生于茎基部，叶鞘闭合包于茎上；叶片线 性，长20 60cm，茎2 5cm，先端尖，全缘，具平行脉，主脉于背面隆起。花序复穗状，3 6个在茎顶排成伞状，每个花序具3 10个小穗，线性，长1 3cm，宽约1. 5mm ；颖2列，紧 密排列，卵形至长圆形，长约3mm，膜质两侧紫红色有数脉。基部有叶片状的总苞2 4片， 与花序等长或过至；每颖着生1花，雄蕊3;柱头3，丝状。小坚果长圆状倒卵形，三棱状。花 期5 8月，果期7 11月。三棱草可以用种子繁殖，也可以用地下根茎及球茎来繁殖，生命力很顽强，养护管 理粗放。对土壤的要求也不高，是一种适应性很强的植物，一般在春节直接播种，有条件的 可以用营养液在室内育苗，成苗后再移植于目标地。研究表明，三棱草是一种高效修复的植 物，对土壤中的柴油污染物具有很强的忍耐和降解能力。本发明方法采用物来修复油污污染湿地，与传统方法相比，投资少、工程量、专业 技术要求不高，而且作为一种绿色原位修复技术，所获得的生物量可以集中处理，降低了二 次污染的可能性，同时修复过程不会破坏所修复地点的生态环境，反而有助于改善因污染 引起的土壤退化和生产力下降等一系列问题，从而恢复当地的生物多样性。另外若将三棱 草的生物量部分能源再利用，就有了更好的资源效益。
图1不同浓度柴油对三棱草的生物量的影响图2不同浓度柴油下三棱草的修复效果图3不同浓度柴油下三棱草根茎叶组织中过氧化氢酶的活性
具体实施例方式供试柴油供试柴油为零号柴油上海市宝山区中石化明和加油站购买。实施例三棱草修复柴油污染土壤露天盆栽试验试验在2009年(2009. 7. 29 2009. 9. 20)共计50天，试验地点选在上海大学环化 学院实验楼内。试验所用的三棱草采自上海市吴淞口，清洁土壤取自上海大学校园内，自制 柴油污染土壤，柴油购于南陈路加油站。土壤经自然风干后过40目筛然后按比例配置成所 需浓度，平衡一周后使用。试验共设5个处理，柴油污染土壤中柴油的浓度分别为1000mg/ kg、5000mg/kg、10000mg/kg、15000mg/kg、20000mg/kg，每个处理设三个平行样和一组空白。三棱草植物样在引种于污染土壤前缓苗5天，每个盆中种植1 2颗植物(保持 最初的生物量相似)，设3个平行样，露天栽培，无遮雨设施。根据盆缺水情况，不定期浇水， 盆内每天都保持一定的水面高度，所用的水为自然晾晒24小时的自来水。试验初期，用黑 色塑料篷遮阳以促使移植的植物更好的适应油污环境。培养50天后，收获杂草以及土样用 于分析。植物样用自来水充分冲洗以去除粘附于植物样品上的泥土和污物，然后用去离子水冲洗，用滤纸吸取水分，测定其鲜重后在-80°C的冰箱内保存待分析。实验结果如下(1)不同浓度下三棱草对柴油污染物的耐受性图1可知，50天培养中三棱草的生长状况良好，其生物量较最初的值都有所增加， 但增加率随浓度的增加有先增大而后又降低的趋势。三棱草在实验的最高浓度下植株生物 量也没有降低表明它对柴油污染物有很强的耐受性，当柴油浓度为10000mg/kg时生物量 的增加百分比达到最大值，而后随着污染物浓度的升高，柴油污染物对三棱草的抑制作用 也逐渐明显。由此可见，三棱草适合修复的浓度为10000mg/kg左右的柴油污染土壤。(2)不同浓度下柴油的降解率盆栽试验结束后，种植三棱草组的柴油的降解率是空白对照最的1. 4 3. 5倍，尽 管土壤柴油污染物的降解是土壤物理、化学和生物共同作用的结果，但是相同的处理条件 下空白的设定排除了光照、挥发、微生物等的影响。图2显示了土壤本身对柴油确实有一定 的降解作用，但是相比较来看，三棱草的修复效果是显而易见的。在5000mg/kg的处理中， 降解百分比高达75%。与低浓度处理相比，较高浓度的柴油的降解率较高，说明高浓度的柴 油污染物促进了三棱草对柴油的降解。三棱草对柴油有提取和降解的作用，其根系分泌物 和酶等可以改善土壤及微生物的结构，提高微生物的活性，促进土壤中柴油污染物的降解 过程。(3)不同浓度下三棱草根组织中过氧化氢酶的活性变化过氧化氢酶(CAT)是一种酶类清除剂，又称为触媒，是以铁卟啉为辅基的结合酶。 可以促使H2O2分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，从而使细胞免于遭受H2O2的毒害， 是生物防御体系的关键酶之一。它存在于植物的叶绿体、线粒体、内质网等组织中，其酶活 性为机体提供了抗氧化防御机理。图3显示了在不同浓度柴油污染土壤中培养50天后三 棱草的根茎叶组织中过氧化氢酶的变化情况，茎叶中的酶的活性随污染物浓度的增大而增 强，在15000mg/kg的处理样中，出现最大值，随后又有所降低，最高值分别为59. 2 μ /gFff/ min和40. 6 μ /gFff/min,而植物的根部的酶的活性呈现无规则变化，可能是植物根部是直 接接触油污的组织，其影响可能受更多方面的影响。茎叶中酶的变化趋势表明植物确实对 油污有耐受性，与上述结论不谋而合。
权利要求
一种油污污染湿地的植物修复方法，其特征在于该方法的具体步骤为将三棱草幼苗或种子播种于受油污污染的湿地中，种植密度为800～1200株/m2，当三棱草长到种子期，将该三棱草进行刈割；如此反复刈割至土壤油污含量达到环境安全标准。
2.根据权利要求1所述的油污污染湿地的植物修复方法，其特征在于所述的受油污污 染为受汽油污染、受柴油污染、受重油污染、受原油污染油类有机物污染。
3.根据权利要求1所述的油污污染湿地的植物修复方法，其特征在于所述的受油污污 染的土壤中油污的浓度为1000 20000mg/kg。
全文摘要
本发明涉及一种油污污染湿地的植物修复方法。该方法的具体步骤为将三棱草幼苗或种子播种于受油污污染的湿地中，种植密度为800～1200株/m2，当三棱草长到种子期，将该三棱草进行刈割；如此反复刈割至土壤油污含量达到环境安全标准。
文档编号B09C1/00GK101947540SQ20101029094
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者刘晓艳, 张新颖, 曹正楠, 王君, 王珍珍, 田翔, 苏鹏程, 钟成林, 黄晓红 申请人:上海大学