一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法【专利摘要】一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法，步骤是：1）温室盆栽或大田直接种植：采用幼苗移植的方法将野鸢尾种植于石油烃污染土壤浓度低于20g/kg的污染土壤中，每日早八点定时浇水一次，使土壤持水量保持在最大持水量的60%；2）当野鸢尾生长到开花期或成熟期时，将植物全部从污染土壤中移走或将植物地上部分从污染土壤中移走，待野鸢尾根系再次发育成下一茬植株，重复上述修复过程，直至土壤中的石油烃含量达到国家环境标准或生态安全水平为止。本方法的优点是该修复方法投资少、管理粗放简单、工程量小、技术要求不高、修复时间短、不造成二次污染，有助于改善因石油烃污染而引起的土壤退化，恢复并提高其生物多样性。【专利说明】一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及有机污染土壤的环境修复技术，具体地说是一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法。【
背景技术：
】[0002]石油工业迅速发展的同时带来了许多环境问题。在石油开采、贮运、炼制加工及使用和运输过程中，由于石油烃类的溢出和排放、含油废水的排放和灌溉、石油开采过程产生的落地原油、各种石油制品的挥发沉降排放等引起了一系列土壤石油污染问题，参见文献I):PhillipsLoriA.,GreerCharlesW.，FarrellR.E.etal.2009.Field-scaleassessmentofweatheredhydrocarbondegradationbymixedandsingleplanttreatments[J].AppliedSoilEcology,42(I):9-17。据报道，各油田每作业一次遗留于井场的落地油约为几十到几百千克，单井落地原油污染面积可达0.5-2.1m2，落地泥浆污染面积大约20m2，一次井喷造成的原油覆盖面积达3000-4000m2，参见文献2):李春荣，王文科，曹玉清等.石油污染土壤的生态效应及修复技术研究[J].环境科学与技术，2007，30(9):4-7。土壤中石油烃不仅影响土壤结构，阻碍植物的正常生长，导致生活在其中的生物衰亡，参见文献3):MaranhoL.T,AzevedoJ.A.Μ.,PreusselerK.H.etal.(2006).ProceedingsoftheSecondInternationalMeetingonEnvironmentalBiotechnologyEndEngineering(2IMEBE).MexicoCity.Mexico,还能渗入地下井，进而引起地下水的污染；此外，由于疏水性比较强，石油烃还可以逐渐被富集到食物链的顶端，在多个层面上构成对人类生存环境的威胁，使人类暴露于更大的环境风险中，参见文献4)=Fismes,J.;Perrin-Ganier,C.;Empereur-Bissonnet,P.Soil-to-RootTransferandTranslocationofPolycyclicAromaticHydrocarbonsbyVegetablesGrownonIndustrialContaminatedSoils.J.Environ.Qual.2002,31，1649-1656。因此，对污染土壤中石油烃的降解研究不容忽视，参见文献5):WhiteP.M.,WolfD.C.,ThomaG.J.etal.2006.Phytoremediationofalkylatedpolycyclicaromatichydrocarbonsinacrudeoil-contaminatedsoil[J].WaterAirandSoilPollution,169(1-4):207-220。[0003]石油烃污染土壤的植物修复指通过植株本身的吸收根际微生物及其根系分泌物的降解、吸收、转化、固定或钝化作用，将有毒的有机污染物移除或转变成为无毒或毒性较小的物质，实现污染土壤的原位修复方法，参见文献6):ZhouQ.X.,CaiZ.,ZhangZ.N.,etal.2011.EcologicalRemediationofHydrocarbonContaminatedSoilswithWeedPlant[J].JournalofResourcesandEcology,2:J.Resour.Ecol.20112012(2012)2097-2105;文献7):周启星，宋玉芳.2004.污染土壤修复原理与方法.北京:科学出版社。与目前常用的石油烃污染土壤的物理化学技术例如浓缩干化法、固液分离法、萃取分离法、冲洗法、热处理和热解吸技术、化学破乳回收法等相比，植物修复具有具有成本较低、适合大规模的实施应用、不导致二次污染等优点，参见文献8):CaiZ.,etal.,PromotedbiodegradationandmicrobiologicaleffectsofpetroleumhydrocarbonsbyImpatiensbalsaminaLwithstrongendurance.JournalofHazardousMaterials，2010，183(1-3):731-737。因此石油烃污染土壤的植物修复技术作为一项绿色修复技术，在有机污染土壤的修复中扮演着越来越重要的角色。[0004]迄今为止，国内外已经有石油烃污染土壤植物修复的相关研究报道，如黑麦草、高羊茅、凤仙花等被发现具备降解土壤石油烃的能力，参见文献9):HutchinsonS.L.,BanksΜ.K.andSchwabA.P.2001.Phytoremediationofagedpetroleumsludge:Effectofinorganicfertilizer[J].JournalofEnvironmentalQuality,30(2):395-403;文献10):SchwabA.P.,Al-AssiA.A.andBanksΜ.K.1998.Adsorptionofnaphthaleneontoplantroots[J].JournalofEnvironmentalQuality,27(I):220-224；文献11):CaiZ.,ZhouQ.X.,Peng.S.ff.etal.2010.PromotedbiodegradationandmicrobiologicaleffectsofpetroleumhydrocarbonsbyImpatiensbalsaminaL.withstrongendurance[J].JournalofHazardousMaterials,183(1-3):731-737。但是，植物生长受到气候条件、地形地貌、土壤性质等的深刻影响，所以更好地适应于污染环境的本土物种成为修复工作的首选植物。然而，用于石油烃污染土壤修复的植物大都是禾本科植物，未见野生观赏植物的研究报道。野生观赏植物作为本土物种与普通植物相比，具有对污染物更耐贫瘠、抗性更好、种质更丰富、生物量更发达、不进入食物链、管理更简单、能美化环境等优点。更重要的是，野生观赏植物往往可以通过幼苗直接种植，缩短植物从种子到成苗的生长时间，最终达到缩短植物修复时间的目的，克服植物修复周期长的弊端。因此，如果能从野生观赏资源中筛选得到能高效降解石油烃污染土壤的耐盐碱物种，将为植物修复打开一条全新的路径。【
发明内容】[0005]本发明的目的在于针对上述技术分析，提供一种利用野生观赏植物野鸢尾(IrisdichotomaPall.)修复石油污染土壤的方法，野生观赏植物作为本土物种具有对污染物更耐贫瘠、抗性更好、种质更丰富、生物量更发达、不进入食物链、管理更简单、能美化环境等优点；野生观赏植物可通过幼苗直接种植，缩短植物从种子到成苗的生长时间，最终达到缩短植物修复时间的目的。[0006]本发明的技术方案:[0007]一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法，步骤如下:[0008]I)温室盆栽或通过大田直接种植:修复试验开始之前，先将土壤浇透水，平衡两周后采用幼苗移植的方法将野鸢尾种植于石油烃污染土壤浓度低于20g/kg的污染土壤中，种植时间宜选在傍晚，培养过程中每日早八点定时浇水一次，使土壤持水量保持在最大持水量的60%；[0009]2)当野鸢尾生长到开花期或成熟期时，将植物全部从污染土壤中移走或将植物地上部分从污染土壤中移走，待野鸢尾根系再次发育成下一茬植株，重复上述修复过程，连续减少污染土壤中的石油烃含量，直至土壤中的石油烃含量达到国家环境标准或生态安全水平为止。[0010]本发明所采用的野鸢尾属于鸢尾科、鸢尾属、野鸢尾亚属，具备很好的观赏价值。其植物分类学特征如下:野鸢尾为多年生草本，茎直立，株高30-80厘米，二歧分枝。叶蓝绿色，具多数脉，常具白色边缘，叶片褶合成弯刀形，佛焰苞干膜质。花白色，具紫褐色斑点。外轮花被片方形，外弯，基部渐狭成弯柄状，柄的边缘和中央有纵行黄褐色条纹，近中央亦具有紫色斑点。内轮花被片较外轮的小，灰白色，具紫色网纹，基部渐狭成柄状，柄上具沟。雄蕊3，着生于外轮花被片的基部。花柱分枝扩张，先端2裂。子房3室，圆柱状。蒴果，狭长，具3棱。种子两端具翅状物。花期6?8月；果期7?9月。[0011]本方法的优点是:野鸢尾对中低浓度的石油烃污染物具有较强的忍耐力和一定的降解能力，本发明所采用的方法与传统的污染土壤修复方法相比，具有投资少、管理粗放简单、工程量小、技术要求不高、修复时间短等优点；作为一种绿色修复技术，不会造成二次污染，不仅不会破坏土壤生态环境，还有助于改善因石油烃污染而引起的土壤退化和生产力下降等问题，恢复并提高其生物多样性。【专利附图】【附图说明】[0012]图1为不同处理组总石油烃(TPH)的降解率。【具体实施方式】[0013]实施例:[0014]一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法，步骤如下:[0015]野鸢尾对石油烃污染土壤的温室盆栽修复试验[0016]盆栽试验所选地点位于天津市南开大学泰达学院长江学者科研团队温室内。温室内温度维持在18-25°C，日光照时间持续16h。试验所用土壤采自于天津市大港油田第四采油厂。将采集的石油烃污染土壤和清洁土壤自然风干后压碎，过4_筛。取少量石油烃污染土壤测定其含水率为2.78%，土壤总石油烃浓度为51411mg/kg。将两种土壤按照一定比例充分混合成不同浓度梯度的石油烃污染土壤。试验共设3个处理组，分别为:CK(清洁土壤)、污染土壤A(总石油烃浓度为11874mg/kg，约为1%)、污染土壤B(总石油烃浓度为20075mg/kg,约为2%)，每个处理设3个平行。[0017]采用幼苗移栽的方式，将野鸢尾移栽于花盆中，每盆移栽I株。所用花盆上口直径为230mm,高为180mm,每盆装土1500克。盆栽试验前先将盆土烧透水,平衡两周后再用。试验期间利用小铁铲松动表土，但不能伤到植株的根，以保证土壤中的氧气来源。试验中每日早八点定时浇水，使土壤持水量保持在最大持水量的60%，使得土壤含水量保持在使植株生物量最大、对污染物的降解率最高的水平上。浇水方式采用顶部喷洒浇水和底部托盘浇水相结合的方式，以促进植株的根部生长。[0018]野鸢尾种植3个月后收获。将收获的植株用自来水清洗干净再用去离子水清洗，浙去水分，进行地上部分鲜重和根部鲜重的称重。土壤样品用真空冷冻干燥机进行24小时干燥脱水，然后用索提法测定土壤总石油烃含量，提取剂为分析纯二氯甲烷。[0019]实验结果:[0020]1、不同处理浓度下野鸢尾对石油烃污染的耐性[0021]盆栽试验中，中低浓度石油烃污染的土壤中的野鸢尾表现出较强的耐石油烃污染胁迫特征，无叶片发黄、落叶、枯萎等明显的毒害症状，生长过程未受到显著影响，说明野鸢尾对石油烃污染具备一定的耐性。表I为不同浓度石油烃污染土壤对野鸢尾生物量的影【权利要求】1.一种利用野生观赏植物野鸢尾修复石油污染土壤的方法，其特征在于步骤如下:1)温室盆栽或通过大田直接种植:修复试验开始之前，先将土壤浇透水，平衡两周后采用幼苗移植的方法将野鸢尾种植于石油烃污染土壤浓度低于20g/kg的污染土壤中，种植时间宜选在傍晚，培养过程中每日早八点定时浇水一次，使土壤持水量保持在最大持水量的60%；2)当野鸢尾生长到开花期或成熟期时，将植物全部从污染土壤中移走或将植物地上部分从污染土壤中移走，待野鸢尾根系再次发育成下一茬植株，重复上述修复过程，连续减少污染土壤中的石油烃含量，直至土壤中的石油烃含量达到国家环境标准或生态安全水平为止。【文档编号】B09C1/10GK103817142SQ201410070597【公开日】2014年5月28日申请日期:2014年2月28日优先权日:2014年2月28日【发明者】程立娟,周启星申请人:南开大学