一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法，属于土壤重金属污染防治技术。
【背景技术】
[0002]在各种重金属污染物中，铅(Pb)受到高度关注，因为Pb用途广泛，已成为污染面积最大的金属元素。在地球上，几乎找不到没有被Pb污染的地方，甚至北极冰层的Pb含量是史前冰层Pb含量的10-100倍，而南极冰层的Pb含量比北极冰层高10倍。
[0003]过量的Pb对人体的中枢神经、红血球细胞、肾脏、心血管及男女的生殖系统等多种器官有毒害作用。长期试验表明，妊娠期及幼儿期接触较低剂量的Pb (血液Pb浓度为10-20 μ g/dl)，会对儿童的中枢神经系统造成不可逆转、不可治疗及伴随终身的损害，导致儿童智力下降，反应慢及注意力不集中等。据研究，24个月大的幼儿血Pb含量偏高，到10周岁时仍表现智力缺陷。由于Pb的毒害，7岁时表现的智力缺陷到18岁时能测出。近期的研究集中于低剂量的Pb对人的毒性，以前认为安全的剂量可能存在无临床症状的毒害，被称为“亚临床毒性”，如智力下降，神经传导速率降低，血红素合成减少，尿酸排泄异常等。国际癌症研究机构(Internat1nal Agency for Research on Cancer)已将Pb列为对人类可能的致癌物质。
[0004]在中国的工矿区及经济发达地区，随着人口数量的增加、工业及交通的快速发展、农用化学品的大量施用，农田土壤的重金属污染日趋严重。我国对二十多处采矿、冶炼及工业废水污染点的调查表明，一些地区的农田Pb污染非常严重，且面积和程度呈上升趋势，这些污染地区的稻米Pb含量达0.5-3.0mg/kg，全部超过国家卫生标准。据华东师范大学地理系研究，崇明岛公路两侧蔬菜样品中Pb含量超标率高达43.2%。南京环境科学研究所研究表明，沪宁高速公路两侧距路肩250米范围内，土壤和小麦已受到不同程度的Pb污染，土壤中Pb污染指数最大可达3.26，公路两侧小麦籽粒中Pb含量超标率达99%。中国科学院南京土壤所对江苏省8市28县的抽样检测表明，江苏省粮食(大米、小麦、面粉)Pb含量超标率为21.4%，局部地区超标率达66%。据中国科学院长沙农业现代化所1986-1988年的调查，湖南省主要工矿区稻田土壤Pb含量为52-1021mg/kg，比同类母质发育土壤的背景值高0.6-37倍。据各地抽样调查，北京、上海、沈阳、广州、南京等市工业区及污染区，儿童血Pb平均值普遍高于10 μ g/dl，部分地区达30 μ g/dl。
[0005]据研究，食用植物中的Pb是人体中Pb的重要来源。在重金属污染区，人体摄入的Pb有50-90%来源于食物，其中绝大部分来源于粮食和蔬菜。因此，农田土壤的Pb污染问题受到高度关注。
[0006]据研究报道，一些植物对污染土壤中的重金属具有极强的富集能力，其体内的重金属浓度可达其生长土壤中重金属浓度的数百、甚至几千倍。因此这些植物在修复重金属污染土壤方面具有广阔的应用前景。
[0007]重金属污染土壤的植物修复技术是一种利用自然生长的植物或者通过遗传工程培育植物来修复重金属污染土壤的总称。主要包括植物稳定技术和植物萃取技术。植物萃取技术也被称为植物富集技术，它指利用专性植物根系吸收一种或几种重金属，并将其转移、贮存到地上部分，然后收获茎叶，集中处理，因而能从根本上清除土壤中的重金属，但不同种类的植物对重金属的耐性及吸收、提取重金属的能力差异很大，而且植物的生长环境和生长状况对其吸收、提取重金属的功能影响也很大。目前，在重金属污染土壤的植物修复领域，关于植物种类选择、配置及生长状况控制方面还非常缺乏研究，严重限制了重金属污染土壤植物修复技术在实际工作中的应用。
[0008]本发明在申请人多年研究的基础上，公开了一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是:提供一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法，在重度铅污染稻田中(土壤Pb浓度300mg/kg，达到食用农产品产地土壤Pb含量限值的3倍以上，属重度污染)，通过6轮修复，可以将稻田土壤的Pb含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Pb浓度<80mg/kg)(参见附图1)。
[0010]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法，其特征是:(1)修复用植物组合为:稗、空心莲子草、茭笋、鸭舌草、辣寥5种植物；(2)植物种植方法为:不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm，保证每株植物都有较充分的生长空间，形成一个旺盛生长的植物群落；(3)植物收获时期及收获方法:在植物种植后50天、吸收提取Pb的量达到饱和状态时(参见附图2) —次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理，可以大大提高修复效果。植物收获后平整土壤，根据需要可进行下一轮植物修复；(4)稻田水分管理:修复前将稻田灌水到浅水层(约3cm)，然后种植植物，让水层自然落干后(水层消失)再灌水到浅水层(约3cm)，如此重复进行，直到植物收获。
[0011]本发明的有益效果是:在稻田土壤重度Pb污染地区(土壤Pb浓度300mg/kg，达到食用农产品产地土壤Pb含量限值的3倍以上)，通过6轮、约300天的植物修复，可以大幅度降低土壤的Pb含量。通过该申请专利技术方案的实施，可以将稻田土壤的Pb含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Pb浓度<80mg/kg)(参见附图1)。
【附图说明】
[0012]图1不同次数的植物修复后土壤铅含量
[0013]图2植物种植后不同天数吸收提取铅的量
【具体实施方式】
[0014]实施例1:一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法。【具体实施方式】为:(1)修复用植物组合为:稗、空心莲子草、茭笋、鸭舌草、辣寥5种植物；(2)植物种植方法为:不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm ; (3)植物收获时期及收获方法:在植物种植后50天、吸收提取Pb的量达到饱和状态时(参见附图2) —次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理。植物收获后平整土壤，根据需要可进行下一轮植物修复；(4)稻田水分管理:修复前将稻田灌水到浅水层(约3cm)，然后种植植物，让水层自然落干后(水层消失)再灌水到浅水层(约3cm)，如此重复进行，直到植物收获。
[0015]附图1证明本实施例可以大幅度降低土壤Pb含量。图中数据是在土壤Pb浓度为300mg/kg(重度污染程度，达到食用农产品产地土壤Pb含量限值的3倍以上)条件下获得的。通过该申请专利技术方案6轮、约300天的实施，可以将稻田土壤的Pb含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Pb浓度<80mg/kg)
[0016]附图2证明植物收获的适宜时期是在植物种植后50天，此时植物吸收提取Pb的总量达到饱和状态，此时收获可以大大提高修复效果。
【主权项】
1.一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法，其特征在于修复用植物组合为:稗、空心莲子草、茭笋、鸭舌草、辣寥5种植物。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于植物种植方法为:不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于植物收获时期及收获方法为:在植物种植后50天、吸收提取Pb的量达到饱和状态时一次性收获，将整株植物连根拔起。
【专利摘要】本发明涉及一种重度铅污染稻田土壤的植物组合修复方法，属于土壤重金属污染防治技术领域。其特征是：(1)修复用植物组合为：稗、空心莲子草、茭笋、鸭舌草、辣蓼5种植物；(2)植物种植方法为：不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm；(3)植物收获时期及收获方法为：在植物种植后50天、吸收提取Pb的量达到饱和状态时一次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理。在稻田土壤重度Pb污染地区(土壤Pb浓度300mg/kg，达到食用农产品产地土壤Pb含量限值的3倍以上)，通过6轮、约300天的植物修复，可以将稻田土壤的Pb含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Pb浓度<80mg/kg)。
【IPC分类】B09C1/00
【公开号】CN105127185
【申请号】CN201510614193
【发明人】刘建国, 王国宇, 王明新
【申请人】常州大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月23日