本发明涉及重金属防治领域，尤其涉及一种长效立体治理重金属污染水体的植物方法。
背景技术：
水体是人类赖以生存的主要自然资源之一,又是人类生态环境的重要组成部分,也是物质生物地球化学循环的储库,对环境具有一定的敏感性。由于人类活动的影响,进入水体环境中的污染物质越来越多,这些污染物给环境和人体健康造成了许多问题。特别是随着采矿、冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业的发展,以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放,重金属污染物事故性排放以及大量化肥、农药的施用,使得各种重金属污染物进入水体。重金属污染物难以治理,它们在水体中具有相当高的稳定性和难降解性。重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害,并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康。因此可以说水体重金属污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一,而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为世界各国政府以及广大环保工作者研究的热点之一。
在国内已申请的相关专利中，专利《应用植物生物质复合吸附剂除去 水体重金属的方法》（申请号：201210018022.1，公开日：2012-07-18）公开了一种利用板栗果皮、稻秸、香蒲地上生物质的机械混合物作为重金属吸附剂治理水体的方法，但由于都是采用的死体植物，不能完成长效治理的目的，同时，对环境也没有其它改善作用，甚至会由于死体植物的腐坏导致水体富营养化或造成二次污染，另一方面，该发明也没办法清除底泥中的重金属；专利《植物材料吸附剂-水丝蚓生物联合去除景观水体中重金属污染物的 方法及其装置》（申请号：200910053865.3，公开日：2009-11-18）公开了一种利用为麦麸、谷壳、玉米或玉米芯作为水生蚓适口食物，利用麦麸，谷壳、玉米或玉米芯吸附重金属后再将重金属通过食用的方式进行水生蚓体内，然后将水生蚓带出水体的治理水体的方法，但该方法仅能适用于小范围的死水或景观水治理，不能应用于流动水域，另外，吸附的重金属种类较为单一，也没法将吸附到的重金属回收利用，治理成本高且不产生经济效应。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种适用于较大范围流动水域、能吸附多种重金属、治理成本低、经济性好、不会对水体造成二次污染、能逐渐改善水体环境、可达到长效立体治理效果的长效立体治理重金属污染水体的植物方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种长效立体治理重金属污染水体的植物方法，包括以下步骤：①选取目标植物；②培育目标植物；③种植目标植物；④治理水体；⑤改良水体环境；⑥回收利用植物中富集的重金属；其中：
所述目标植物至少包括紫背萍与轮叶狐尾藻；所述培育目标植物具体为分别选择独立的清洁水体培养目标植物或直接在目标植物富集区进行采集；所述种植目标植物具体为将轮叶狐尾藻在4月份-8月份以1m-1.5m的间距植入污染水体的底泥中，将紫背萍在4月份-8月份以5%-8%覆盖面积移植入污染水体表面；所述治理水体具体为利用紫背萍对铁离子、锌离子、锰离子的超富集作用和轮叶狐尾藻对铜离子、铅离子、镉离子、镍离子的超富集作用将水体和底泥中的重金属离子富集到植株中来；改良水体环境具体为紫背萍和轮叶狐尾藻都具有利用水体中过富余的氮、磷元素，将之固化为自身结构组成物质的能力，同时轮叶狐尾藻还可以为水体提供大量的溶解氧；回收利用植物中富集的重金属具体为当紫背萍繁殖到占水表面积30%-50%时将部分紫背萍从水体中直接打捞出来，直至剩余紫背萍占水表面积5%-8%，在11月份采集70%-80%本年度种植的轮叶狐尾藻，然后将富集了重金属的植株切碎并晒干后通过化学方式提取可再利用的重金属元素。
上述的长效立体治理重金属污染水体的植物方法，其中：所述紫背萍优选为少根紫背萍。
上述的长效立体治理重金属污染水体的植物方法，其中：所述培育目标植物优选为直接在目标植物富集区进行采集。
与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：紫背萍或优选的少根紫背萍、轮叶狐尾藻都是广泛存在于自然界的植物，甚至紫背萍由于繁殖能力强，还是多地水体的有害植物，因此采集方便，成本便宜；轮叶狐尾藻对铜离子、铅离子、镉离子、镍离子都具有超富集作用，对其它重金属离子也有一定吸附作用，紫背萍尤其是优选的少根紫背萍对铁离子、锌离子、锰离子都具有超富集作用，对其它重金属离子也有一定吸附作用，因此本发明的植物方法可以吸附多种重金属；轮叶狐尾藻为一年生水生植物，其种子发芽后可随水体流动，因此从初次种植后不需人工再培育或从外地移植，紫背萍繁殖能力强，因此也不需人工再培育或从外地移植，因此可长效治理水体；轮叶狐尾藻可从根部吸收富集底泥中的重金属，紫背萍可通过根部直接富集水体中的重金属，可以达到立体治理的效果，能从根本上降低水体中重金属的浓度；轮叶狐尾藻和紫背萍采集方便，在其繁殖到一定数量后可将先植入水体的植株采集出水体，一方便永久降低水体中的重金属浓度，一方面对重金属元素进行回收利用，成为生物质矿源，产生经济效益；除了治理重金属外，紫背萍和轮叶狐尾藻都具有利用水体中过富余的氮、磷元素，将之固化为自身结构组成物质的能力，同时轮叶狐尾藻还可以为水体提供大量的溶解氧，可以净化富营养水体并为水生生物提供良好的生存环境，改良水体环境。
具体实施方式
实施例1：
一种长效立体治理重金属污染水体的植物方法，包括以下步骤：①选取目标植物；②培育目标植物；③种植目标植物；④治理水体；⑤改良水体环境；⑥回收利用植物中富集的重金属；其中：
所述目标植物包括少根紫背萍与轮叶狐尾藻；所述培育目标植物具体为直接在目标植物富集区进行采集；所述种植目标植物具体为将轮叶狐尾藻在4月份-8月份以1m-1.5m的间距植入污染水体的底泥中，将少根紫背萍在4月份-8月份以5%-8%覆盖面积移植入污染水体表面；所述治理水体具体为利用少根紫背萍对铁离子、锌离子、锰离子的超富集作用和轮叶狐尾藻对铜离子、铅离子、镉离子、镍离子的超富集作用将水体和底泥中的重金属离子富集到植株中来；改良水体环境具体为少根紫背萍和轮叶狐尾藻都具有利用水体中过富余的氮、磷元素，将之固化为自身结构组成物质的能力，同时轮叶狐尾藻还可以为水体提供大量的溶解氧；回收利用植物中富集的重金属具体为当少根紫背萍繁殖到占水表面积30%-50%时将部分紫背萍从水体中直接打捞出来，直至剩余紫背萍占水表面积5%-8%，在11月份采集70%-80%本年度种植的轮叶狐尾藻，然后将富集了重金属的植株切碎并晒干后通过化学方式提取可再利用的重金属元素。
本实施例在实验水体里进行实地效果验证，情况如下：取湖南省某市某河流重金属污染水体作为实验水体，该水体上方有电镀厂，该厂主要排放Cr、Cd、Cu、Zn等四种金属元素（该厂排放前使用常规的污水处理机构对排放水体进行过处理），对排放口处、治理处上游、治理处下游水体中的Cr6+、Cd2+、Cu2+、Zn2+分别进行5次测量后取平均值，其中排放口处Cr6+含量以水体体积计为3.25mg/L，Cd2+含量以水体体积计为0.22mg/L ，Cu2+含量以水体体积计为7.48mg/L，Zn2+含量以水体体积计为12.76mg/L；治理处上游处Cr6+含量以水体体积计为0.112mg/L，Cd2+含量以水体体积计为0.0168mg/L ，Cu2+含量以水体体积计为1.265mg/L，Zn2+含量以水体体积计为2.682mg/L；治理处下游处Cr6+含量以水体体积计为0.013mg/L，Cd2+含量以水体体积计为0.0021mg/L ，Cu2+含量以水体体积计为0.295mg/L，Zn2+含量以水体体积计为0.653mg/L。
国家V级水体标准为：Cr6+含量以水体体积计为不大于0.1mg/L，Cd2+含量以水体体积计为不大于0.01mg/L，Cu2+含量以水体体积计为不大于1.0mg/L，Zn2+含量以水体体积计为不大于2.0mg/L。
本发明的长效立体治理重金属污染水体的植物方法工作原理为：
轮叶狐尾藻对铜离子、铅离子、镉离子、镍离子都具有超富集作用，对其它重金属离子也有一定吸附作用，紫背萍尤其是优选的少根紫背萍对铁离子、锌离子、锰离子都具有超富集作用，对其它重金属离子也有一定吸附作用，因此本发明的植物方法可以吸附多种重金属；轮叶狐尾藻为一年生水生植物，其种子发芽后可随水体流动，因此从初次种植后不需人工再培育或从外地移植，紫背萍繁殖能力强，因此也不需人工再培育或从外地移植，因此可长效治理水体；轮叶狐尾藻可从根部吸收富集底泥中的重金属，紫背萍可通过根部直接富集水体中的重金属，可以达到立体治理的效果，能从根本上降低水体中重金属的浓度；轮叶狐尾藻和紫背萍采集方便，在其繁殖到一定数量后可将先植入水体的植株采集出水体，一方便永久降低水体中的重金属浓度，一方面对植株中的重金属元素进行回收利用，将之作为生物质矿源，产生经济效益；除了治理重金属外，紫背萍和轮叶狐尾藻都具有利用水体中过富余的氮、磷元素，将之固化为自身结构组成物质的能力，同时轮叶狐尾藻还可以为水体提供大量的溶解氧，可以净化富营养水体并为水生生物提供良好的生存环境，改良水体环境。
本发明适用于被重金属污染的水体，尤其适用于上流不远处有超标重金属排放口的流动水域。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。