专利名称：铅污染土壤的植物修复方法
技术领域：
本发明涉及一种铅污染土壤的植物修复方法。
背景技术：
铅已成为环境中最普遍的重金属污染物之一。人类的许多活动，例如采矿、冶炼、焚烧、使用含铅汽油、颜料以及化肥和杀虫剂等等，都是铅污染的主要来源。我国生产和使用铅的有关企业，空气中铅尘和铅烟超标13-1417倍，大气中含铅尘粒可以直接降落到地面，或以含铅废渣堆集在地面，或因含铅污水，污泥作肥料使用，都可使土壤遭受铅的污染。一些工业城市郊区农田土壤铅含量高于背景值100多倍，生产的稻米铅含量高于非污染区数十倍。人体摄入过量的铅，会引起中枢神经系统损伤，出现疲惫、头痛、痉挛、精神障碍等。过量铅可损伤骨髓造血系统，引起贫血，同时作用于心血管系统时引起动脉硬化、心肌损伤。被铅污染的环境特别是土壤给植物，动物以及人类的健康带来了相当大的威胁。
目前，较为成熟的且用于土壤重金属污染修复的物理化学技术有客土技术、淋洗技术、热处理技术、电解技术、固化技术、玻璃化技术。这些物理化学修复技术，各有其优点，但都存在工程量大，费用昂贵，难以展开大规模污染土壤的改良，同时容易造成二次污染以及导致土壤结构破坏，土壤活性下降和土壤肥力退化等生态问题。植物修复技术是一种运用植物来清除土壤污染物的新方法。与传统修复技术相比，植物修复技术具有费用低廉，不破坏环境，易为人们所接受等优点，越来越引起土壤—植物—环境界的重视。
发明内容
本发明目的是提供一种投资少，无二次污染，治理铅污染土壤的植物原位修复方法。
为实现上述目的，本发明通过在被铅污染土壤上直接种植东南景天，由东南景天根系大量吸收铅并向上运输和转运到地上部，收割地上部并将其转移到其它地方集中进行无害化处理，则可带走土壤环境中的大量铅，从而达到从污染土壤中快速清除铅污染物的目的。
本发明提供的铅污染土壤的植物原位修复方法，步骤如下以传统农耕法将东南景天种植到铅污染土壤中，施用氮磷钾肥和有机肥，促进东南景天根系的生长；在生长3-4个月或生长到30-40cm高度之后首次收割地上部，以后每生长3个月收割一次，收割时地上部留茎2-3cm高，并将收割的地上部转移到其他地方集中进行无害化处理。
东南景天(Sedum alfredii Hance)为多年生草本植物，茎、叶肉质状；根状茎横走，叶互生，下部叶常脱落。试验表明东南景天与一般植物不同，它是一种铅富积植物，对土壤中高含量的铅有很强的忍耐、吸收和积累能力。水培条件下，东南景天能够在320mgPb/L水平下正常生长，铅含量平均为518mg/kg，最高可达到1182mg/kg。田间条件下，地上部干重可达3219kg/ha，铅含量为177mg/kg。在土壤铅含量较低的情况下，东南景天体内也能富集大量的铅，因此它可以修复重度污染和轻度污染的土壤。通过种植东南景天大量吸收铅，从而实现铅污染土壤的快速治理。
东南景天可以生长在pH值5-8的土壤环境里，适应性广，在我国大部分地区都可以用来修复重金属污染土壤。在实施过程中，还可以结合农艺措施，如使用有机肥，改良土壤理化性质，促进动东南景天根系生长，提高生物量，加速东南景天对铅的吸收和向地上部的转运，提高修复效率。
东南景天为多年生草本植物，第一年移栽后生长比较缓慢，首次收割在生长3-4个月之后，以后每生长3个月收割一次或东南景天生长到30-40cm高度收割一次，收割时地上部留茎2-3cm高。因此在利用东南景天修复铅污染土壤时，要注意收割的时间和每次茎留高度，以免影响修复和治理的效果。
东南景天无性繁殖(以株芽为主)的速率很快，在较短的生长期内即可形成良好的地面覆盖，其盖度几乎可达100％。另一方面，东南景天还具有适于刈割的特点，当其它环境条件较为适宜时，一年内可刈割收获该植物地上部3～4茬。同时东南景天地上部高达40厘米，适合规模化、机械化操作。
收割的东南景天应转移到其它地方集中处理或进行资源化加工处理。并可以回收其中的铅，避免产生二次污染，同时可直接产生经济效益。
本发明通过种植东南景天修复铅污染土壤，利用东南景天对铅的吸收和向地上部的转运，通过收割地上部生物量，达到从土壤环境中带走铅污染物的目的。该方法与传统的污染土壤治理方法相比，投资少，工程量小，管理技术要求不高，不破坏土壤理化性质，无二次污染，而且可以保持水土，美化环境。是一种应用范围广、投资少、维护成本低、操作简单的“绿色修复技术”。本发明解决了铅污染土壤的修复和治理问题，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益，在铅污染土壤修复中具有广阔的应用前景。
图1为本发明实施例3对三种不同pH值的土壤有效态铅的变化，图中口表示种植前土壤中有效态铅的含量， 表示种植后土壤中有效态铅含量。
具体实施例方式
实施例1在不同铅污染水平的土壤中移栽东南景天，施用氮磷钾肥，生长期间按传统的农作物管理方法进行管理，移栽后4个月收获地上部分。经测定，在200mg/kg污染水平下，东南景天的干物产量为926kg/ha，地上部铅含量为2l0mg/kg，从土壤中带走的铅为194g/ha；在400mg/kg污染水平下，东南景天的干物产量为1148kg/ha，地上部铅含量为180mg/kg，从土壤中带走的铅为207g/ha；在800mg/kg污染水平下，东南景天的干物产量为981kg/ha，地上部铅含量为186mg/kg，从土壤中带走的铅为182g/ha；在1600mg/kg污染水平下，东南景天的干物产量为878kg/ha，地上部铅含量为230mg/kg，从土壤中带走的铅为202g/ha。可以看出，东南景天在不同污染水平下对土壤铅的清除能力没有显著差异，可以应用于不同程度铅污染土壤的修复。
实施例2在含铅1469mg/kg的铅污染土壤中移栽东南景天，第一次移栽后4个月收获地上部分，收获后进行补苗，3个月后进行第二次收获，每次收获后施用氮磷钾肥和有机肥，生长期间按传统的农作物管理方法进行管理。经测定，第一次收获后，东南景天的干物产量为1277kg/ha，地上部铅含量为177mg/kg，从土壤中带走的铅为O.23kg/ha。第二次收获后，东南景天的产量为3219kg/ha，地上部铅含量为139mg/kg，从土壤中带走铅为O.48kg/ha。两次收获后土壤铅含量由1469mg/kg变化为1403mg/kg，相当于土壤中的总铅减少4.49％，以后每生长3个月收割一次或东南景天生长到30-40cm高度收割一次，土壤中的铅含量不断减少，从而达到从土壤环境中清除铅污染物的目的，最终实现铅污染土壤的修复。试验表明施用氮磷钾肥和有机肥，可明显促进了东南景天的生长，提高了生物量，促进了根系对铅的吸收和向地上部的转运，提高修复效率。
实施例3在含铅6011mg/kg，不同pH值的铅污染土壤中移栽东南景天，施用氮磷钾肥，生长期间按传统的农作物管理方法进行管理，移栽后4个月收获地上部分。经测定，在5.O水平下，东南景天的干物产量为1680kg/ha，地上部铅含量为162mg/kg，从土壤中带走的铅为272g/ha；在pH值5.5水平下，东南景天的干物产量为1530kg/ha，地上部铅含量为146mg/kg，从土壤中带走的铅为223g/ha；在pH值6.3水平下，东南景天的干物产量为1635kg/ha，地上部铅含量为121mg/kg，从土壤中带走的铅为198g/ha。种植东南景天后，三种不同pH值的土壤的有效态(DTPA提取态)铅含量分别由564mg/kg、555mg/kg、616mg/kg变为655mg/kg、649mg/kg、509mg/kg(见图1)。可以看出，在酸性条件下，种植东南景天后土壤有效态铅含量升高，随着土壤pH的升高，有效态铅含量降低。东南景天在不同pH水平下对土壤铅的清除能力不同，酸性条件下清除能力较高，在碱性条件下，可以通过施用酸性物质，如酸性有机肥来调节，通过降低土壤pH来增加铅的有效性，提高修复效率。
权利要求
1.铅污染土壤的植物修复方法，其特征是以传统农耕法将东南景天种植到铅污染土壤中，施用氮磷钾肥和有机肥，促进东南景天根系的生长；在生长3-4个月或生长到30-40cm高度之后首次收割地上部，以后每生长3个月收割一次，收割时地上部留茎2-3cm高，并将收割的地上部转移到其他地方集中进行无害化处理。
全文摘要
本发明涉及铅污染土壤的植物修复方法。该方法通过在被铅污染区域种植铅富集植物东南景天，通过东南景天根系吸收土壤中大量的铅，并向上运输及转运到地上部，当植株生长到30－40cm或3－4个月后收割地上部并将其移走，则可从土壤中带走大量的铅，从而达到快速治理铅污染土壤的目的。该方法投资少，工程量小，不破坏土壤理化性质，无二次污染，且可以保持水土，美化环境。
文档编号B09C1/10GK1555933SQ20041001565
公开日2004年12月22日 申请日期2004年1月5日 优先权日2004年1月5日
发明者杨肖娥, 李廷强, 何冰 申请人:浙江大学