一种利用三角梅花卉植物修复重金属镉污染土壤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污染环境的生态修复技术，具体地说是一种利用三角梅花丼植物修复 重金属污染土壤的方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国工农业生产的迅速发展以及城镇化水平的不断提高，土壤环境污染日趋 严重。据多方面数据资料显示，重金属已成为土壤环境污染的罪魁祸首。由于土壤重金属 污染具有多源性、隐蔽性、积蓄性、不可逆性和污染后果的严重性等特点，土壤重金属污染 被环境学界比喻为"化学定时炸弹"。土壤中重金属来源广泛，而矿业活动是环境中重金属 的最主要来源。我国金属矿区众多，开采历史较长，矿区土壤重金属污染较严重[文献1: 周涛发，殷汉琴，张鑫，等.2005.铜陵矿区土壤中铅的存在形态及生物有效性.合肥工业 大学学报（自然科学版），28 (9) :1146-1150;文献2:张慧智，刘云国，黄宝荣，等.2004. 铜矿尾渣污染土壤上植物受重金属污染状况调查.生态学杂志，23 (1) : 111-113]，对其进 行修复治理已迫在眉睫。
[0003] 经过近年来的不断探索发展，用于治理土壤重金属污染的修复技术主要有物理修 复、化学修复和生物修复，但是物理和化学修复技术投资昂贵，对土壤性质、土层结构以及 生物多样性破坏较大，对大面积的污染土壤不宜使用。因植物修复能克服以上缺点而成为 一项新兴的污染环境治理技术。
[0004] 植物修复技术是由美国科学家Chaney于1983年提出来的，是指利用植物转移、 容纳或转化环境介质中有毒有害污染物，使其对环境无害，使污染环境得到修复与治理。 由于植物修复是真正意义上的"绿色修复技术"，此后成为国内外污染环境治理技术方面 的研宄热点。在20世纪50~70年代美国、英国都先后设立了植物修复公司，如美国的 Edenspace公司，专门从事土壤、水体中重金属及放射性元素的植物修复商业化工作。目前， 植物修复技术的市场以每年翻一番的速度迅速发展。在我国，植物修复的研宄已列入国家 863计划，我国学者在锌（Zn)、铜（Cu)、镉（Cd)、砷（As)等重金属植物修复治理方面的研 宄已取得较大进展。
[0005] 植物修复较明显的优势是以阳光为能源，以植物为载体，利用植物的新陈代谢活 动来提取、挥发、降解、固定污染物质，修复工艺简单，易操作，能耗和成本较低。Cunningham 对利用各种技术治理一块4. 86hm2铅污染土地的成本进行了估测比较（美元）：挖掘 填埋法，1200万；化学淋洗法，6300万；客土法，60万；植物提取法，仅为20万[文献 3:Cunningham SD and Berti WR. 2000. Phyto-remediation and phyto-stabiliation:tec hnical，economical and regulatory considerations of the soil-lead issue. In:Terry N，Banuelos G. eds. Phytoremediation of Contaminated Soil and water. New York:CRC Press]。此外，植物修复还具有美学价值和经济价值，适用于大面积的污染治理。目前植物 修复技术应用范围相当广泛，不仅可以去除土壤、水体、空气中的污染物，还可以保养或改 善土壤结构、肥力和生物多样性，有利于土壤生态系统的保持。
[0006] 由于污染物的理化性质和环境行为不同，加之植物新陈代谢各异，污染物植物 修复的作用机理也不尽相同，但总体上可以分为六种类型：植物提取、植物挥发、植物降 解、植物稳定、植物根际降解和根际过滤[文献4:Cunningham SD, Ow DW. 1996. Promises and prospects of phytoremediation. Plant Physiology, 110(3):715-719 ；文献 5:Flathman PE1Lanza GR. 1998. Phytoremediation current views on an emerging green technology. Journal of Soil Contamination, 7(6) :415-432]。而主要用于米矿及废弃矿 区、冶炼厂污染土壤等重金属污染现场复垦的是植物稳定技术。对于废弃重金属污染场地， 原位固定污染物是上策，可以降低风险，减少异地污染。
[0007] 植物稳定修复是利用耐受性植物来固定污染土壤中的重金属，通过植物的根部 吸收并积累以及在其根区的沉淀来达到降低重金属迀移能力、生物可利用性及生物毒性 的目的。适合于该方法的植物必须能够忍耐、固定高浓度的重金属，并且重金属在这种 植物体内的运输能力很差，从而减少处理地上部分有毒废物的必要性[文献6:王艳杰， 傅桦.2004.晚近10年来土壤重金属污染植物修复研宄.首都师范大学学报（自然科学 版），（81): 141-145]。研宄表明，在实际应用当中，这类植物完全可以作为矿区废弃地植被 恢复的先锋种。因此筛选具备利用植物稳定技术修复重金属污染特征的植物就显得尤为重 要。
[0008] 国外在该领域研宄起步较早，成果较多，例如英国科学家在废矿区种植耐重金属 植物，不仅稳定了矿山废物，而且还建立了良好的植被，同时筛选出三种植物用于重金属污 染土壤的修复，并已开始商业化应用，即Agrostis tenuis (Goginan)修复酸性Pb/Zn废矿， Agrostis tenuis (Parys)修复 Cu 废矿，Festuca rubra (Merlin)修复石灰性的 Pb/Zn 废 矿（Smith and Bradshaw, 1979)。相比而言，我国在这方面的研宄起步较晚，特别是对于 Cd废矿的植物修复研宄相对较少。利用植物稳定技术修复矿区废弃地除固定重金属外， 还可以增加矿区植被覆盖，有效解决矿山废物由于缺少植被覆盖侵蚀作用加剧的难题， 从而有效遏制周边土壤污染加剧，对于金属矿区废弃地及废矿堆的生态恢复、矿区重度污 染土壤的修复具有重要的现实意义和较强的可操作性[文献8:周涛发，李湘凌，袁峰， 等.2008.金属矿区土壤重金属污染的植物修复研宄现状.地质评论，54(4) :515-522]。 近年来，根据很多学者的研宄发现，有将近200种植物能够在不同类型的尾矿库上自然定 居生长。其中比较有代表性的植物有香根草、宽叶香蒲、节节草、白茅及禾本科与茄科植物 [文献7:魏勃，刘康怀，覃羽雯，等.2006.矿区重金属污染土壤的植物修复.内蒙古环 境保护，18(2) :21-24]。
[0009] 如果在花丼植物中也存在对重金属耐性较强植株，将其作为先锋物种治理矿区污 染，即在固定矿区重金属修复污染的同时又具备观赏价值，对当地经济发展及环境保护都 具有深远意义。但是在这方面，对花丼植物的研宄报道较少。
[0010] 我国在世界上享有"世界园林母国"、"世界花丼宝库"之美誉，是世界花丼原产地 最丰富的国家之一，花丼栽培有2000多年的历史，有丰富的种质资源。全球观赏植物共约3 万种，我国占2/3,其中较常见的6000多种，我国占1/3。闻名全球的山茶花、杜鹃花、月季、 牡丹、桂花、报春花等大多以中国为资源分布中心。
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