本发明属于污染土壤修复领域，尤其涉及一种促进聚合草从重金属污染土壤中富集吸收重金属方法。
背景技术：
土壤和水体重金属污染是全球所面临的重大环境问题之一。我国作为全球最大的发展中国家，经过30多年的快速发展，对土壤和水体环境的污染已相当严重。环境保护部、国土资源部2014年4月17日发布《全国土壤污染公报》显示，我国耕地土壤总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。据国家环保部的调查显示，我国水体重金属污染问题也十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1％。因重金属造成的水体和土壤污染已对我国的生态环境、食品安全、人体健康和农业可持续发展构成了严重的威胁。我国矿产以伴生矿居多，在采矿、选矿和冶炼工业区周围排出的含重金属“三废”形成的污染，对人体、生物及环境造成巨大危害。镉是一种分布广泛的有毒有害重金属元素，在生物体内极易蓄积，对人类健康造成了极大的威胁。铅是环境中重要的有毒污染物，铅对人类健康的危害，尤其是儿童健康的危害，镉也是毒性较大的重金属污染物之一，锌是人体和生物的必需元素，但锌过量会造成污染，锌矿开采、冶炼加工、机械制造以及镀锌、仪器仪表、有机会合成和造纸等工业的排放，使土壤和水体受到污染。
目前治理镉铅及锌等重金属污染土壤或水体的方法很多，主要有物理修复技术，化学修复技术，生物修复技术。生物修复技术主要有植物修复技术和微生物修复技术。植物修复技术的关键是找到对单一或多种(复合)重金属具有特殊吸收富集能力的超富集植物。超富集植物也叫超积累植物，这一定义最初是由Books提出的，当时是用来命名茎叶中镍的含量大于1000mg/kg的植物。现在超富集植物的概念已经扩大到植物对所有金属元素的超富集现象，即能超富集一种金属元素或同时能富集几种金属元素的植物，超富集通常指对重金属的吸收累积量超过一般植物的100倍以上。目前国际上有关衡量超富集植物的标准有三个：一是临界含量，即植物地上部分(主要指茎或叶)富集的重金属量是普通植物在同一生长条件下的100倍以上，镍、砷及铅的临界浓度均为1000mg/kg，锌的临界浓度为10000mg/kg；二是转移特征，转运系数(即植物地上部分重金属含量与其根部重金属含量的比值)大于1。三是耐性特征，是指植物对重金属具有较强的耐性，植物能正常生长。
现有重金属铅污染土壤的治理方法费用高、效果不好、可操作性不强、存在引起二次污染的危险。
聚合草形态特征：聚合草(Symphytumofficinale L.)，别名爱国草、肥羊草、友益草、友谊草、紫根草、康复力、外来聚合草、西门肺草、紫草根。丛生型多年生草本，高30-90cm，全株被向下稍弧曲的硬毛和短伏毛。根发达、主根粗壮，淡紫褐色。茎数条，直立或斜升，有分枝。基生叶通常50-80片，最多可达200片，具长柄，叶片带状披针形、卵状披针形至卵形，长30-60cm，宽10-20cm，稍肉质，先端渐尖；茎中部和上部叶较小，无柄，基部下延。花序含多数花；花萼裂至近基部，裂片披针形，先端渐尖；花冠长14-15mm，淡紫色、紫红色至黄白色，裂片三角形，先端外卷，喉部附属物披针形，长约4mm，不伸出花冠檐；花药长约3.5mm，顶端有稍突出的药隔，花丝长约3mm，下部与花药近等宽；子房通常不育，偶而个别花内成熟1个小坚果。聚合草适应性广，产量高，利用期长，适口性好，是优质高产的畜禽饲料作物，其也有有较高的营养价值，可作药用，也有一定的观赏价值。聚合草作为超富集铅和锌植物在我国尚属首次发现，在国际上亦未见过相关报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种促进聚合草从重金属污染土壤中富集吸收重金属方法，旨在解决现有重金属铅污染土壤的治理方法费用高、效果不好、可操作性不强、存在引起二次污染的危险的问题。
本发明是这样实现的，一种促进聚合草从重金属污染土壤中富集吸收重金属方法包括：
在含镉、铅及锌污染的土壤或水体中种植聚合草，在植物生长期间采取田间调控措施，当聚合草长到成熟时期，将成熟的聚合草地上部分或整个聚合草植株收割并从污染土壤中移走，再在镉铅及锌污染土壤中重复种植聚合草及成熟后收割并移走聚合草的操作过程，直到土壤中镉、铅及锌含量达到环境质量标准。
进一步，所述田间调控措施包括：
通过人工施肥添加外源营养物质，氮、磷、钾的添加量为施用三元复合肥200kg/hm2作为基肥，苗期追施150kg/hm2尿素3～4次；在植株生长至地上茎叶20cm时，通过在植物根基1次穴施1-2kg调节剂混合物。
进一步，所述调节剂混合物为：
在1kg有机肥中混入3.0-4.0g柠檬酸，1.6-2.0g单宁酸和0.8-1.2g迷迭香酸；有机肥为腐殖酸或腐殖酸肥，不能采用钙镁腐殖酸肥。
进一步，所述聚合草采用土培方式种植，将根茎直接播种或将植物幼苗直接栽培在土壤中。
进一步，水分维持在50％-80％田间持水量范围内，聚合草生长环境维持在15-35℃范围内。
本发明提供的促进聚合草从重金属污染土壤中富集吸收重金属方法，采用聚合草自然生长过程中对铅、镉、锌的富集能力达到修复土壤中铅污染的目的，能同时去除多种污染物、费用低、效果好、可操作性强、不破坏水体或土壤基本结构与功能、不引起二次污染、保持水土、美化环境，可大面积推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的促进聚合草从重金属污染土壤中富集吸收重金属方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
本发明实施例所用植物为紫草科聚合草属，为多年生丛草型草本植物，植株高大，再生能力极强，叶片肥厚，青绿多汁，粗蛋白含量很高，主要作为优质高产饲料栽培。
如图1所示，本发明实施例的促进聚合草从重金属污染土壤中富集吸收重金属方法包括：
S101、在含镉、铅及锌污染的土壤或水体中种植聚合草，在植物生长期间通过一定的田间调控措施，利用聚合草自然生长过程中重金属的超富集能力，将土壤中的镉、铅及锌向植物地上部分转移；
S102、当聚合草长到成熟时期，将地上部分或整个植株收割并从污染土壤中移走；
S103、在镉铅及锌污染土壤中重复种植及收割并移走聚合草的操作过程，直到土壤中镉、铅及锌含量达到环境质量标准。
所述聚合草采用土培方式种植，即采用土壤作为植物生长发育所需的环境介质，将根茎直接播种或将植物幼苗直接栽培在土壤中；
并在种植过程中提供植物正常生长发育所需光照、温度、水分等条件及其生长发育所需营养物质，以保证植物能正常生长发育；植物所需营养物质由土壤环境所含营养植物提供，或通过人工施肥添加外源营养物质，氮、磷、钾的添加量为施用三元复合肥200kg/hm2作为基肥，苗期追施150kg/hm2尿素3～4次；在植株生长至地上茎叶20cm左右时，通过在植物根基1次穴施1-2kg调节剂混合物，在1kg有机肥中混入3.0-4.0g柠檬酸，1.6-2.0g单宁酸和0.8-1.2g迷迭香酸；其中有机肥不能是钙镁有机肥，但有有机肥可以用腐殖酸或腐殖酸肥代替，但不能是钙镁腐殖酸肥，促进植物根系须根发育并强化其从土壤中吸收镉、铅及锌；植物所需水分由自然降水方式提供，或通过人工灌溉方式提供，水分维持在50％-80％田间持水量范围内；植物生长发育所需光照和温度由室外自然条件提供，聚合草生长环境维持在15-35℃范围内。
所述聚合草来源于我国各地，可利用其根茎进行繁殖，将聚合草根茎直接播种在镉、铅及锌污染土壤中，或将聚合草幼苗移栽于污染土壤或水体中。
将聚合草根茎切成2～3cm长直接播种在镉铅及锌污染土壤中，或将幼苗期的聚合草移栽在镉铅及锌污染土壤中。
在某重金属污染区进行田间修复试验研究表明，该污染区土壤中镉、铅及锌的平均含量分别为20.4、253.2及3441.9mg/kg，利用切根繁殖种植，株行距为50×40cm，每公顷保苗40000～50000株，温度在15-35℃范围内，水分在50％-80％田间持水量范围内；当聚合草植株长到成熟时期，将其地上部植株收割，并从污染土壤中移走。经分析测定，采用植物根基1次穴施1-2kg调节剂混合物，能显著促进植株对土壤镉、铅和锌的吸收，其地上部分镉、铅和锌的含量分别高达352.9mg/kg、2541.9mg/kg和29327.1mg/kg；根部镉、铅和锌含量分别达106.7mg/kg、1134.6mg/kg和26049.0mg/kg，使其镉、铅和锌的生物富集系数(BF)分别增加到17.3、10.03和8.5，转运系数(TF)都远远大于1，且植物仍能保持良好的对镉、铅和锌耐受性，植物能够正常生长，植株地上部分高达60-100cm，平均生物量(鲜重)达到183～536t/hm2，能显著促进聚合草从土壤中同时超量吸收镉、铅和锌，可用于修复治理镉、铅及锌污染土壤。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
1、本发明所采用的植物聚合草是一种超富集镉铅和锌的植物，在我国尚属首次发现，在国际上亦未见过相关报道。该植物不仅能对铅和锌有超富集能力，而且对镉的富集能力也很高，是普通植物富集镉铅和锌能力的几十倍以上，可同时用于治理镉、铅及锌污染。该植物对环境的适应能力强，生长范围广，容易种植，为研究镉、铜、铅及锌污染植物修复技术提供了宝贵的植物资源。
2、本发明采用超富集植物聚合草具有多年生草本植物特点，可一次播种，多年收获，同时其生物量很大，年平均生物量(鲜重)达到75～480t/hm2，北方地区每年刈割3～5次，南方地区每年刈割6～8次。
3、本发明方法具有操作简便，适应性强，成本低廉的优点。
4、本发明方法能促进聚合草快速同时去除多种污染物、费用低、效果好、可操作性强、不破坏水体或土壤基本结构与功能、不引起二次污染、保持水土、美化环境等优点，可大面积推广应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。