一种利用香附子修复Cr污染土壤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及一种利用香附子修复Cr污 染土壤的方法。
【背景技术】
[0002] 铬（Cr)污染是一种较为常见的重金属污染，铬在土壤中的存在形态通常以三价和 六价为主，六价铬很难被土壤胶体所吸附，具有很高的活性，因此常会对生物产生较强的毒 害作用；三价铬极易被土壤胶体吸附而形成沉淀，存在形态稳定，活性较低，对生物的毒性 远远低于六价铬。土壤受到铬污染后，会导致土壤功能退化、农作物减产，严重者甚至寸草 不生，丧失生态功能等，因此，对铬污染的土壤进行修复，恢复其生态功能势在必行。
[0003] 超积累植物（Hyperaccumulator)也叫超富集植物，这一定义最初是由 Brooks等提出的，当时用以命名莖中Ni含量(干重）大于1000mg/kg的植物(参见 文献：Brooks RR, Lee J, Reeves R D. 1977. Detection of nickliferous rocks by analysis of herbarium species of indicator plants. Journal of Geochemical Exploration，7:49-77)。现在超积累植物的概念已扩大到植物对所有重金属元素的超量积 累现象，即是指能超量积累一种或同时积累几种重金属元素的植物。
[0004] 香附子，原名"莎草"，一种多年生草本植物，有匍匐根状茎，细长，部分肥厚成纺锤 形有时数个相连，茎直立，三棱形，主要生长在生于荒地、路边、沟边或田间向阳处。现有报 道中，香附子对于部分重金属污染物具有一定的富集作用，但是尚未见到利用香附子来修 复铬（Cr)污染土壤的有关技术方案。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种利用香附子来修复铬（Cr)污染土壤的植物修复方法，该 方法具有对环境扰动小、不会带来二次污染、最大限度的保留和恢复了土壤的生态功能等 优点。
[0006] 本发明所采取的技术方案如下。
[0007] -种利用香附子来修复Cr污染土壤的方法，包括以下步骤： (1) 种植育苗，在Cr污染土壤中通过播种或移栽的方式培育香附子幼苗； (2) 生长富集，根据Cr污染土壤的肥力，定期追施肥料和浇水，优选施加含有根际菌 的生物有机肥效果最佳，从而保持香附子旺盛的生长态势，直至一个生长周期结束；一般而 言，每年10月份左右香附子地上部分开始干枯，一个生长周期结束； (3) 收割，所述收割指收集香附子全株或仅收集香附子地上部；香附子全株以地面为标 准可分为地上部和地下部，收集香附子地上部具体是指割除香附子地上部分茎叶，地上部 分收割到与地面平齐为止，同时保留地下部分，以便继续萌发生长； (4) 无害化处理，将步骤（3)中收割的香附子，集中进行无害化处理。
[0008] 步骤（1)中所述Cr污染土壤是指土壤中的Cr6+含量达到了 300mg/kg，或者土壤中 的Cr3+含量达到了 2000mg/kg。
[0009] 步骤（1)中所述播种是指将香附子种子进行地面播撒；所述移栽为移栽香附子幼 苗；香附子的种植时间一般为春季或夏季。
[0010] 步骤（2)中香附子生长期间，追加的肥料为化肥、农家肥、有机肥或生物有机肥等， 含根际菌的生物有机肥效果最佳；香附子生长期间土壤含水率保持在309^50%为宜。
[0011] 步骤（3)中切割香附子地上部分茎叶后，由于香附子具有再生长的特性，香附子可 以继续生长，对重金属铬进行持续吸收、富集。
[0012] 步骤（4)中所述无害化处理是指将收割后的香附子进行焚烧，焚烧后的灰烬统一 进行重金属冶炼提取或者无害化填埋处理。
[0013] 本发明是在首次发现香附子对Cr元素具有超富集作用基础上做出的。通过实验 确定，在含有达到300mg/kg的高浓度Cr 6+污染的土壤中和在含有达到2000mg/kg的高浓度 Cr3+污染的土壤中香附子表现出较强的耐Cr污染胁迫特征和积累特性，其生长过程未受到 显著影响。而且香附子根部能够将Cr 6+还原为Cr 3+，然后转移和富集在植物体内。通过测 定，其地上部Cr积累量可达2874mg/kg，地下部积累量可达3041mg/kg，均高于1000mg/kg， 是普通植物在同一生长条件下的100倍，转移系数大于1. 0,因而是较好的Cr超积累植物， 可以用于Cr污染土壤的植物修复。
[0014] 本发明所提供的利用香附子来修复Cr污染土壤的方法，属于一种植物修复重金 属污染土壤的方法，其技术方案原理是通过香附子的根系大量吸收污染土壤中的Cr,并将 其转移至植物体内；当植物长到成熟期时，将植物地上部分从污染土壤中移走，从而实现除 去土壤中污染物Cr的目的，本发明具有费用低廉、实用性强、不破坏土壤基本结构与功能 或水体理化性质、不引起二次污染等优点，针对Cr污染土壤修复是一种较好的、较佳的修 复方法。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。
[0016] 实施例1 本发明是在首次发现香附子对Cr元素具有超富集作用基础上做出的，因而发明人首 先以某铬污染场地的污染土壤为例进行了实验室内的土壤盆栽试验，具体介绍如下。
[0017] (1)种植育苗 本实验采用移栽幼苗的方式将香附子幼苗种植在Cr污染土壤中，具体步骤如下： 将香附子种子播撒在装有无污染土壤的育苗盘中，将育苗盘放入人工气候培养箱中培 养； 待幼苗长至4~6片真叶时，取高度和长势一致的幼苗向装有铬污染土壤的花盆中移 栽，花盆口径为15cm，每盆各栽20株，移栽6盆，标号为A组、B组、C组、D组、E组、F组， 具体实验设置情况参见后续实验结果表格。
[0018] (2)生长吸附 将步骤（1)中的香附子幼苗移栽在总铬含量为486. 5mg/kg的污染土壤中，土壤中混有 生物有机肥底肥，不定期浇水使土壤含水量保持在30~50%，同时花盆下放置有塑料托盘； 总铬含量为486. 5mg/kg的污染土壤选自某铬污染场地的污染土壤。
[0019] (3)收割 生长5个月后收割检测，本实施例采取拔除香附子全株的收割方式，以便于检测香附 子植物体各部分的Cr富集量。
[0020] 整个实验过程中，通过每天记录的香附子生长情况进行统计发现，香附子整个生 长过程稳定，对于Cr污染土壤未表现出明显的生态不适性，因而适于用于修复此处的铬污 染场地土壤。
[0021] 具体实验设置情况及香附子地上、地下部的Cr富集结果如下表所示。
【主权项】
1. 一种利用香附子修复Cr污染土壤的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 种植育苗，在Cr污染土壤中通过播种或移栽的方式种植香附子； (2) 生长富集，根据Cr污染土壤的肥力，定期施肥、浇水，保持香附子旺盛的生长态势， 直至一个生长周期结束； (3) 收割，所述收割指收集香附子全株或仅收集香附子地上部； (4) 无害化处理，将步骤（3)中收割的香附子，集中进行无害化处理。
2. 如权利要求1所述利用香附子修复Cr污染土壤的方法，其特征在于，步骤（1)中 所述Cr污染土壤是指土壤中的Cr6+含量达到了 300mg/kg，或者土壤中的Cr 3+含量达到了 2000mg/kg。
【专利摘要】本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及一种利用香附子修复Cr污染土壤的方法。该方法包括种植育苗、生长富集、收割、无害化处理等步骤。本发明所提供的利用香附子来修复Cr污染土壤的方法，属于一种植物修复重金属污染土壤的方法，其技术方案原理是通过香附子的根系大量吸收污染土壤中的Cr，并将其转移至植物体内；当植物长到成熟期时，将植物地上部分从污染土壤中移走，从而实现除去土壤中污染物Cr的目的，本发明具有费用低廉、实用性强、不破坏土壤基本结构与功能或水体理化性质、不引起二次污染等优点，针对Cr污染土壤修复是一种较好的、较佳的修复方法。
【IPC分类】B09C1-00
【公开号】CN104607444
【申请号】CN201410726651
【发明人】潘志恒, 李顺灵, 张凯光, 王涛, 齐水莲, 李托, 王静, 景倩慧
【申请人】河南金谷实业发展有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月4日