一种镉污染土壤的修复方法
【专利摘要】本发明提供了一种镉污染土壤的修复方法，包括：在镉污染土壤中种植牛膝菊，牛膝菊生长至初花期后向土壤中喷施1～2mmol/kg EDDS，牛膝菊继续生长至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。本发明在牛膝菊的初花期后向土壤中施加EDDS，能够增强牛膝菊对土壤中镉的吸收和转移，从而有效去除土壤中的重金属镉，实现对土壤的修复，修复效率高于牛膝菊单用和牛膝菊与EDTA联用，而且不会造成对牛膝菊的毒性。同时，本发明提供的方法修复时间较短，能够在短时间内去除土壤中的重金属镉。另外，本发明提供的方法不会造成EDDS在土壤的残留，不会形成二次污染。
【专利说明】
-种福污染±壤的修复方法
技术领域
[0001 ]本发明属于±壤修复技术领域，尤其设及一种儒污染±壤的修复方法。
【背景技术】
[0002] 目前，采矿、冶炼、电锻、农药滥用和污水灌概等会造成重金属大量进入生态系统 中，尤其是±壤中，严重威胁生态环境和人体健康。因此，修复重金属污染±壤，减少重金属 对生态系统的影响是极为必要的。传统的修复方法包括原位玻璃化、客±法、±壤淋洗法 等，存在着成本高、不可逆转地改变±壤理化性质、引起二次污染等问题。植物提取修复是 一种新颖、绿色的、环境友好型的重金属污染±壤修复方法。
[0003] 植物提取修复是去除±壤中重金属元素、修复±壤生态环境主要和最有效的植物 修复技术。但是它的修复效率主要受到±壤中重金属生物有效态、迁移能力和重金属在植 物转运等因素的限制。重金属超富集植物是一类能对重金属超量吸收、有较强修复能力的 植物，具有良好的应用研究价值。但在实际中，±壤中特别是农田±壤中的重金属含量往往 低于植物超富集水平时的重金属含量，或者±壤中的重金属总含量较高，但其生物有效态 含量较低，运导致植物能吸收的重金属数量有限，从而积累量少，降低了其修复效率。
[0004] 牛膝菊（拉下名为Galinsoga parvif lora Cav.)为菊科牛膝菊属一年生草本植 物，属于农田杂草，株高10-80cm，耐阴，基部具有较强的分枝能力，收割后能够再次萌发新 枝。已有研究发现，牛膝菊是一种儒超富集植物(±壤儒浓度为75mg/kg，地上部分儒含量达 到lOOmg/kg)，具有明显的超富集特性。现有技术公开了多种利用牛膝菊修复±壤重金属儒 的污染方法，如申请号为201310370698.1的中国专利文献公开了一种基于牛膝菊的修复果 园±壤重金属儒污染的方法，其直接在待处理±壤中移栽牛膝菊幼苗或撒播种子，并对牛 膝菊进行日常管理，60天后，对牛膝菊的地上部分进行收割。该方法虽然能够降低±壤中儒 的含量，但其对儒的富集能力有限，需要进一步提高。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种儒污染±壤的修复方法，本发明提供的修 复方法操作简单，且能有效去除±壤中的重金属儒，而且不会对牛膝菊造成毒性。
[0006] 本发明提供了一种儒污染±壤的修复方法，包括：
[0007] 在儒污染±壤中种植牛膝菊，牛膝菊生长至初花期后向±壤中喷施抓DS溶液，牛 膝菊继续生长至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。
[000引本发明首先在待修复的儒污染±壤中种植牛膝菊，待牛膝菊生长至初花期后喷施 邸DS溶液，待牛膝菊生长至盛花期，收割牛膝菊的地上部分。本发明通过向±壤中喷施邸DS 溶液，能够增强牛膝菊对±壤中儒的吸收和转移，从而有效去除±壤中的重金属儒，实现对 上壤的修复。
[0009]发明人研究发现，向±壤施加馨合剂能通过活化±壤中重金属离子、提高重金属 的生物有效性或者与重金属形成能被植物吸收的馨合物、降低重金属对植物的毒性，从而 有利于植物吸收、向地上部转移重金属，达到提高超富集植物修复效率的目的。目前，应用 较多的馨合剂是W邸TA(乙二胺四乙酸)及邸TA的馨合物为代表的非生物可降解馨合剂。众 多研究表明，EDTA等馨合剂可W提高儒、铅、铜等重金属的生物有效性，但是在植物修复过 程中添加运类非生物可降解馨合剂存在潜在的环境风险。邸TA及抓TA的馨合物具有毒性且 难W被降解并会长期存在于±壤当中，很可能通过下渗造成地下水污染等。因此开发选择 适宜的、可生物降解的生态友好型馨合剂，辅助提高超富集植物的修复效率对植物修复± 壤重金属污染的推广应用具有重大意义。
[0010] 邸DS，化学名称为乙二胺二班巧酸，CAS号为20846-91-7，分子式为CiqHi6N2〇8，分子 量为292.24。抓DS是一种生物易降解、低毒、半衰期短和环境残留少的馨合剂，发明人研究 发现，EDDS作为馨合剂不仅能够被降解，不会造成二次污染，更重要的是与牛膝菊联用去除 ±壤中的重金属儒，不会造成对牛膝菊的毒性，而且在±壤中残留较低。
[0011] 本发明首先在儒污染±壤中种植牛膝菊，在儒污染±壤中种植牛膝菊的方法包 括:直接在儒污染±壤中移栽两对真叶展开的牛膝菊幼苗;或者，直接在儒污染±壤中撒播 牛膝菊种子。
[0012] 在本发明中，所述儒污染±壤中儒离子的浓度优选大于Omg/kg小于等于50mg/kg， 实验结果表明，本发明提供的方法对上述浓度的儒污染±壤修复效果尤其好。
[0013] 种植牛膝菊后对其进行日常管理，在其生长期间，诱水使±壤水分持水量为70% ~90%，优选80 %左右。
[0014] 待牛膝菊生长至初花期后，向±壤中喷施抓DS溶液。在本发明中，所述牛膝菊生长 至初花期的时间为40天~50天，更优选为45天。W喷施的方式施用l-2mmol/kg EDDS，能够 使邸DS在牛膝菊生长的±壤中均匀分布，从而提高处理效果。
[0015] 施用抓DS后牛膝菊继续生长，生长至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。在本发明 中，所述牛膝菊继续生长的时间的为5~10天，优选为7天。即施用抓DS5~10天后即可收割 牛膝菊的地上部分。
[0016] 本发明首先在待修复的儒污染±壤中种植牛膝菊，待牛膝菊生长至初花期后W喷 施邸DS溶液，待牛膝菊生长至盛花期，收割牛膝菊的地上部分。本发明在牛膝菊的初花期后 向±壤中喷施抓DS，能够增强牛膝菊对±壤中儒的吸收和转移，从而有效去除±壤中的重 金属儒，实现对±壤的修复，修复效率高于牛膝菊单用，但是不会严重影响对牛膝菊的生物 量，而且在±壤中残留较低。同时，本发明提供的方法修复时间较短，能够在短时间内去除 ±壤中的重金属儒。另外，本发明提供的方法不会造成邸〇5在±壤的残留，不会形成二次污 染。
【具体实施方式】
[0017] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[001引实施例
[0019]采用盆栽模拟±壤重金属污染的方法，于秋季(9月初)开始，将取自周边未受重金 属污染农田±壤风干粉碎过筛装盆，盆规格14X23cm(高X直径），每盆装±3kg，按照儒含 量为5、25和50mg/kg的处理设计W溶液的形式施加 CdCl2.2.5出0(氯化儒，分析纯）制备儒污 染±壤。平衡4周后移栽秋冬季节生长的菊科牛膝菊属植物牛膝菊（拉下名为Galinsoga parviflora化V.)幼苗(两对真叶展开），牛膝菊幼苗为采自四川农业大学溫江校区周边农 田（未污染区）的牛膝菊种子于实验室光溫培养箱内培育而成。试验设置5、25和50mg/kg共 计3个儒浓度水平，每个儒浓度内设置3个处理，分别为未施用（CK)、每盆喷施Immol/kg的 抓DS溶液、每盆喷施2mmol/kg的抓DS溶液。每盆种植牛膝菊4株，每个处理重复3次。于透明 遮阴棚内栽培，根据±壤水分实际情况不定期W称重法确保±壤水分保持在田间持水量的 80 %左右，45天后待植株处于初花期后，按处理设计添加抓DS水溶液，52天后待植株处于盛 花期后收获牛膝菊，测定地上部生物量、根系生物量、总生物量、地上部分儒含量、根系儒含 量、地上部分儒积累量、根系儒积累量、整株儒积累量等参数，结果见表1，表2和表3，表1、表 2和表3均为本申请实施例的实验结果。
[0020] 表 1
[0021]
[0023] 表1 中，a表示p<0.05;
[0024] 由表1可知，在±壤儒污染浓度为5mg/kg, 25mg/kg和50mg/kg时，施用Immol/kg、 2mmol/kg的抓DS使牛膝菊的根系、地上部分的生物量有一定的降低，但与对照相比无显著 差异。运说明，添加 lmm〇l/kg、2mmol/kg的邸DS 7天后不会明显降低牛膝菊的生物量。
[0025] 表 2
[0026]
[0027]注:转运系数=地上部分儒含量/根系儒含量
[00%]表2中，a，b，c表示同一重金属浓度中不同处理组间的差异显著性(p<0.05)，相同 字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著。
[0029] 由表2可知，与对照（未添加邸DS)相比，添加 Immol · kg-i、2mmol · kg-i抓DS后均能 提高牛膝菊地上部分和根系的儒含量。在儒不同浓度中，2mmol · kg-i的抓DS均显著提高了 牛膝菊各部分的儒含量，其地上部分儒含量分别为对照的1.23-1.33倍，其根系部分儒含量 分别为对照的1.19-1.29倍，Immol · kg-i的抓DS处理中牛膝菊地上部分和根系的儒含量则 为分别对照的1.14-1.21倍和1. 13-1.18倍。在各个儒污染浓度中，添加 Immol · kg^、 2讓〇1 · kg-i抓DS均提高了牛膝菊的Cd转运系数。因此，添加1讓〇1 · kg-i、2讓〇1 · kg-i抓DS 有利于提高牛膝菊的儒含量。
[0030] 表 3
[0031]
[0032] 表3中，a，b，c表示同一重金属浓度中不同处理组间的差异显著性(p<0.05)，相同 字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著。
[0033] 由表3可知，施用抓DS明显提高牛膝菊地上部分和根系的儒积累量。在5mg/kg、 25mg/kg和50mg/kg儒污染条件下，2mmol · kg-i邸DS处理使牛膝菊的地上部分Cd积累量分别 为对照的1.23倍、1.31倍、1.22倍，根系部分Cd积累量分别为对照的1.19倍、1.27倍、1.24 倍；Immol · kg-i邸DS处理使牛膝菊地上部分儒积累量分别为对照的1.14-1.19倍，其根系部 分儒积累量分别为对照的1.13-1.18倍。因此，添力日11111]1〇1?1^-1、21]11]1〇1*1^-1抓05有利于提 高牛膝菊的儒积累量。
[0034] 综述所述，在牛膝菊根部及生长的±壤表面喷施l、2mmol · kg-i抓DS有利于提高牛 膝菊的儒含量和儒积累量，能有效提高牛膝菊修复儒污染±壤的能力，且6005在±壤中生 物降解快，不易造成二次污染。
[0035] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种镉污染土壤的修复方法，包括： 在镉污染土壤中种植牛膝菊，牛膝菊生长至初花期后向土壤中喷施EDDS溶液，牛膝菊 继续生长至盛花期后，收割牛膝菊的地上部分。2. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，在镉污染土壤中种植牛膝菊的方法包 括:直接在镉污染土壤中移栽两对真叶展开的牛膝菊幼苗;或者，直接在镉污染土壤中撒播 牛膝菊种子。3. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，牛膝菊生长期间，浇水使土壤水分持 水量为80 %。4. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述牛膝菊生长至初花期的时间为40 天~50天。5. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述EDDS溶液的使用量为lmmo 1 /kg 土 壤~2mmol/kg 土壤。6. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述牛膝菊继续生长的时间为5~10 天。7. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述镉污染土壤中镉离子的浓度大于 Omg/kg 小于等于 50mg/kg。
【文档编号】B09C1/08GK105964668SQ201610414411
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】朱雪梅, 邵继荣, 廖爽, 杨远祥, 杨占彪, 王应军, 程章, 徐小逊, 孙岗
【申请人】四川农业大学