专利名称：吊兰在修复重金属污染土壤中的应用及方法
技术领域：
本发明属于植物在修复重金属污染土壤中的应用及方法，特别是吊兰在修复重金属污染土壤中的应用及方法。
背景技术：
重金属污染土壤的途径通常有一下两种一是金属矿开采活动造成的环境污染， 污染类型主要有坑口周围土壤中矿床矿物在水、气、热等环境因素长期作用下而形成的重金属污染较严重的土壤；采矿废石堆放过程中因淋滤等原因造成的重金属污染土壤；含有较高浓度重金属的矿山废水对土壤造成的污染等。二是工业污染灌溉农田引发的重金属污染土壤。近年来，重金属污染问题成为了环境问题的重中之重。重金属(如Cd、Cu、Pb、Zn 等)污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性，其污染物在介质中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，经食物链传递等途径最终将影响人类健康。《重金属污染综合防治“十二五” 规划》全文尚未公布，环保部等部门就掀起重金属污染防治风暴，有报道称未来五年国家计划投入750亿元开展重金属污染综合防治，重点防治区域将得到国家项目资金的重点支持。现已公开用于修复土壤重金属污染的植物有短萼灰叶、长根菇、金福菇、双环蘑菇、皱环球盖菇、水麻、宽叶山蒿、蒲儿根、苔草、结搂草、狗尾草、野茼蒿、小白酒草、蒲公英、 火炭母草、三叶鬼针草、小飞扬草、玉米、大豆等。尽管有上述众多的用于修复土壤重金属污染的植物，但却没有一种是观赏性的植物，并且公开上述植物的专利多数没有提到采割后植物的用途，仅有少数专利中对修复后的植物进行重金属的提取。如中国专利(申请号20051003^83. X)授权公开了一种重金属污染土壤的植物修复方法；中国专利(申请号200610051958. 9)授权公开了一种重金属污染土壤的修复方法；中国专利(申请号200610011078. 9)授权公开了一种利用超富集植物短萼灰叶修复铅污染土壤的方法；中国专利(申请号200610046844. 5)授权公开了一种重金属污染土壤的治理方法；中国专利(申请号200710049530. 5)授权公开了一种长根菇与金福菇联合修复重金属污染土壤的方法；中国专利(申请号200710049531. X)授权公开了一种双环蘑菇和皱环盖菇联合修复重金属污染土壤的方法；中国专利(申请号200710049533. 9) 授权公开了一种重金属污染土壤的菌-草修复技术；中国专利(申请号20111002M13. 1) 授权公开了水麻在修复土壤重金属镉污染中的应用；中国专利(申请号20111002M43. 2) 公开了宽叶山蒿在修复土壤重金属镉污染中的应用；中国专利(申请号201110050461.6) 公开了蒲儿根在修复土壤重金属镉污染中的应用；中国专利(申请号201110050792. X) 公开了一种一株能生物修复重金属污染土壤的菌株及生物修复方法；中国专利(申请号 201110059724. X)公开了苔草、结搂草、狗尾草在富集堆肥重金属中的应用；中国专利(申请号200710070622. 1)授权公开了一种重金属中轻度污染菜地土壤的边生产边修复的方法；中国专利(申请号200810045743. 5)授权公开了一种修复矿山土壤及污泥中重金属污染的方法；中国专利(申请号2007100U922.4)公开了一种利用富集植物小白酒草修复重金属污染土壤的方法；中国专利(申请号200710157384.8)公开了一种利用富集植物蒲公英修复重金属污染土壤的方法；中国专利(申请号2009103091M. 7)授权公开了蒲儿根在修复矿山土壤及污泥的重金属铜污染中的应用；中国专利(申请号200910309123. 2)授权公开了火炭母草在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用；中国专利(申请号 200710150793. 5)授权公开了一种双子叶杂草修复城市生活垃圾堆肥中重金属污染的方法；中国专利(申请号200610047846. 6)授权公开了一种利用菊科植物修复镉污染土壤的方法；中国专利(申请号200410027833. 3)授权公开了一种土壤重金属污染的植物修复方法；中国专利(申请号200710047489.8)公开了一种植物-微生物联合定向修复重金属污染土壤的方法；中国专利(申请号200410015561. 5)公开了一种重金属污染农用地的植物修复方法。
中国专利(申请号200810045743. 5)授权公开了一种修复矿山土壤及污泥中重金属污染的方法，在重金属污染的矿山土壤或污泥中种植野茼蒿，利用野茼蒿对cd、cu、Pb、ai 四种重金属的富集特性，吸收积累土壤中的Cd、Cu、Pb、Zn等重金属，并将其大部分转运到地上部分，以达到修复矿山土壤中重金属污染的目的。
中国专利(申请号200610047846. 6)授权公开了一种利用菊科植物修复镉污染土壤的方法，具体地说是利用菊科超积累/超富集植物三叶鬼针草修复镉污染土壤的方法。 三叶鬼针草种植于重金属污染环境，不但能够正常生长没有任何受毒害现象，其生物量也没有减少，而且地上部分重金属含量高于根重金属含量，地上部分重金属含量达到了 Cd 超积累植物应达到的临界含量标准100mg/kg，具备了超积累植物的基本特征。该方法将三叶鬼针草种植在含污染物镉的土壤上，当植物成熟时，将植物整体从污染土壤上移走，然后再移栽下一茬植物，之后重复上述过程，从而实现除去土壤中污染物镉的目的。
现有技术多数是单一的针对某种重金属污染进行恢复，恢复效果有限。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种植物，所述的植物可以修复多种重金属污染土壤。
本发明解决技术问题的技术方案为吊兰在修复重金属污染土壤中的应用。
所述的重金属为Cd、Cu、Pb、Si —种或数种元素的混合物。
吊兰在修复重金属污染土壤中的应用方法为
在被重金属(Cd、Pb、Zn)污染的土壤上种植吊兰(Chlorophytum comosum)，通过吊兰根系大量吸收污染土壤中的重金属，并将其转移至茎和叶等地上器官，当植物生长90 天后，将植物整天从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中重金属的目的。
所述在含重金属污染的土壤上种植吊兰，可采用扦插、分株、播种方法进行栽培， 栽培时将土壤一次性浇透，之后根据土壤缺水情况浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的 50% -60%。
所述在含重金属污染的土壤上种植吊兰，可采用复种的方式，即在第一季吊兰移走后，种植第二季吊兰，重复上述过程，直至彻底除去土壤中超标的重金属。
所述在含重金属污染的土壤上种植的吊兰在移除时，可直接用花盆栽培，作为景观植物销售。
所述在含重金属污染的土壤上种植的吊兰用做景观植物销售后，其枯萎时统一回收，对其所含重金属进行提取以免造成二次污染。
植物修复技术在用于重金属污染土壤的改良方面，一直备受人们关注，而植被恢复中的物种选育一直是重金属污染土壤治理研究的重点。近年来，观赏花卉类植物越来越多地被应用于重金属污染土壤的植物修复研究。因为花卉植物不仅具备一般植物的特点， 而且还具有资源丰富、潜力巨大，还能美化环境，并且不会通过食物链给人体造成危害等诸多优点。吊兰(Chlorophytum comosum)隶属于百合科吊兰属，是一种重要观赏植物，具有生命力和环境竞争力强的特点，其对重金属具有很好的耐性与积累特性。
本发明与现有技术相比，吊兰可以同时对多种重金属污染进行修复；在修复之余还具有较高的经济价值；并且不会导致二次污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
实施例1 修复土壤Si污染的方法
采用直接移栽的方式，在安徽师范大学内取其后山山坡处0-40cm 土层的黄棕壤用于试验，供试土壤的理化特征如下PH值为5. 99士0. 113，电导率为105 μ s. cnT1， 有机质为25. 45g · kg"1,总氮含量为1. 57g · kg"1,总磷含量为0. 92g · kg—1，总钾含量为 8. 04g .kg—1。土壤重金属Cd, Zn, Pb含量背景值分别为总Cd为0. 87士0. 06mg .kg—1，总Zn 为 146. 37士2. 33mg .kg-1，总 Pb 为 25. 50士2. 09mg .kg-1。土壤采回后风干，过 3mm 筛后充分混勻备用。采用直径为12. 5cm的塑料花盆，每盆装土 250g。重金属Si以Si(CH3COO)2 ·2Η20 固体粉末形式，设置O(CK)、200、400、600、800、1000、1500、2000mg .kgl个处理浓度(以纯 Zn2+计)加入土壤。选取长势一致，健壮的吊兰，用自来水，蒸馏水冲洗数次后，移入花盆中， 每盆栽种2颗。栽培时将土壤一次性浇透，之后根据土壤缺水情况浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的50%。
90天后取样烘干至恒重，用HNO3-HCI-HCIO4混合酸进行消化，后使用原子吸分光光度仪测定其中重金属的含量。采用Microsoft Excel和SPSS统计分析软件进行数据处理与分析。
结果如下
表1，Si在吊兰体内的吸收和转运
组别根部富集量地上部分富集量Ti^Cmg · kg-1)Cmg · kg-1)(mg · kg-1)CK153.44±10.20139.56±11.150.909200691.88 + 21.051175.52±75.871.699400688.13 + 41.601183.75±16.391.7206001000.,00±77,,762845.00士2 ..542.8458001184.,38±56,,443553.75 ±390..223.00010001285.,00±61,,103640.62±192..742.83315001348.,75 ±78,,733448.75±285..942.55720001093.,75±32,,534700.63 ±340..054.301
a TF :转运系数，所述转运系数是指重金属在体内的转运，转运系数=地上部分的重金属含量/地下部分的重金属含量。
表1给出了吊兰对重金属Si的富集情况，随着Si浓度的上升，吊兰的根和地上部分中的ai积累浓度不断升高。并且每个处理浓度之间的Cd吸收量都有显著差异。经过90 天的生长，在1500mg · kg^Zn的胁迫下，吊兰的根中的Si积累浓度均达到了饱和浓度，为 1348. 75mg/kg。，在最高处理浓度2000mg -kg^Zn的胁迫下，吊兰的地上部分Cd含量分别达到了 4700. 63mg ^g—1。所有处理组中的吊兰对Si的转运系数均大于1。随着Si浓度的不断升高，转运系数也不断增大。在最高处理浓度2000mg ^kg-1Zn的胁迫下，转运系数达到最大值4. 30，这一数值是空白对照组的4. 73倍。在200mg · kg^Zn的胁迫下，吊兰对Si的转运系数最小，为1. 69，但这一数值依然是空白对照组的1. 86倍。
可见，从吊兰对S1污染的耐性及对Si的富集特性来看，无疑是Si超积累特性植物。
实施例2 修复土壤1 污染的方法
采用直接移栽的方式，在安徽师范大学内取其后山山坡处0-40cm 土层的黄棕壤用于试验，供试土壤的理化特征如下PH值为5. 99士0. 113，电导率为105 μ s. cnT1， 有机质为25. 45g · kg"1,总氮含量为1. 57g · kg"1,总磷含量为0. 92g · kg—1，总钾含量为 8. 04g .kg—1。土壤重金属Cd, Zn, Pb含量背景值分别为总Cd为0. 87士0. 06mg .kg—1，总Zn 为 146. 37士2. 33mg .kg-1，总 Pb 为 25. 50士2. 09mg .kg-1。土壤采回后风干，过 3mm 筛后充分混勻备用。采用直径为12. 5cm的塑料花盆，每盆装土 250g。重金Pb以Pb (CH3C00)2 ·2H20 固体粉末形式，试验设置 0 (CK)、200、400、600、800、1000、1250、1500、2000mg · kg_18 个处理浓度(以纯1 计)加入土壤。选取长势一致，健壮的吊兰，用自来水，蒸馏水冲洗数次后， 移入花盆中，每盆栽种2颗。栽培时将土壤一次性浇透，之后根据土壤缺水情况浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的53%。6
90天后取样烘干至恒重，用HNO3-HCI-HCIO4混合酸进行消化，后使用原子吸分光光度仪测定其中重金属的含量。采用Microsoft Excel和SPSS统计分析软件进行数据处理与分析。
结果如下
表2，Pb在吊兰体内的吸收和转运
权利要求
1.吊兰在修复重金属污染土壤中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的重金属为Cd、Cu、Pb、Si—种或数种元素的混合物。
3.吊兰在修复重金属污染土壤中的应用方法，其特征在于在被重金属(Cd、Pb、Zn)污染的土壤上种植吊兰(Chlorophytum comosum)，通过吊兰根系大量吸收污染土壤中的重金属，并将其转移至茎和叶等地上器官，当植物生长90天后，将植物整天从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中重金属的目的。
4.根据权利要求3所述的吊兰在修复重金属污染土壤中的应用方法，其特征在于 在含重金属污染的土壤上种植吊兰，采用扦插、分株、播种方法进行栽培，栽培时将土壤一次性浇透，之后根据土壤缺水情况浇水，使土壤含水量保持在田间持水量的 50% -60%。
5.根据权利要求3所述的吊兰在修复重金属污染土壤中的应用方法，其特征在于 在含重金属污染的土壤上种植吊兰，采用复种的方式，即在第一季吊兰移走后，种植第二季吊兰，重复上述过程，直至彻底除去土壤中超标的重金属。
6.根据权利要求3所述的吊兰在修复重金属污染土壤中的应用方法，其特征在于 在含重金属污染的土壤上种植的吊兰在移除时，用花盆栽培，作为景观植物销售。
7.根据权利要求6所述的吊兰在修复重金属污染土壤中的应用方法，其特征在于在含重金属污染的土壤上种植的吊兰用做景观植物销售后，其枯萎时统一回收，对其所含重金属进行提取以免造成二次污染。
全文摘要
本发明公开了吊兰在修复重金属污染土壤中的应用及方法。所述的应用方法为，在被重金属(Cd、Pb、Zn)污染的土壤上种植吊兰(Chlorophytum comosum)，通过吊兰根系大量吸收污染土壤中的重金属，并将其转移至茎和叶等地上器官，当植物生长90天后，将植物整天从污染土壤上移走，从而实现除去土壤中重金属的目的。本发明与现有技术相比，吊兰可以同时对多种重金属污染进行修复；在修复之余还具有较高的经济价值；并且不会导致二次污染。
文档编号B09C1/00GK102527708SQ20121005097
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者代杰, 王友保, 陶洁敏, 黄永杰 申请人:安徽师范大学