一种利用植物芒去除锑污染的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及去除污染环境的植物修复技术，特别涉及利用植物去除重金属污染的 方法。
【背景技术】
[0002] 錬是一种极其重要的有色金属，可用于多个轻重工业领域，被视为全球战略资源 之一。我国錬矿储量和产量均居全球首位，全球需求90%的錬由中国供给。錬金属的用量 很少，而含錬合金及錬化合物则用途十分广泛，錬资源目前用途最大方向为阻燃剂。据世界 矿产资源年评，錬消费结构中，阻燃剂占55%，运输(包括汽车用蓄电池）占18%，化学制品占 10%，陶瓷和玻璃占7%，其他占10%。我国錬矿开采及加工企业涉及16个省区，平均2000吨 W上年产量的省区有6个，产量占据了全国产量的90%左右。其中湖南省的錬矿资源及錬 产量能力居全国首位。然而，錬是一种的有毒有害金属元素，在己塞尔公约中将錬均列为危 险废物，錬对人体及生物的危害巨大，吸收后可与体内某些酶的琉基相结合，破坏组织新陈 代谢，损害必、肝、肾及神经系统。錬污染及其防治技术越来越引起人们的关注。
[0003] 世界各国对重金属污染治理问题十分重视，传统的重金属±壤治理方法主要采用 有物理法、化学法、生物法等，物理法有客±、换±、去表±和深耕翻±等，其工程量大，挖出 的±壤存放和处理困难。化学法治理速度快效率高，但存在二次污染等问题。生物法包括 植物修复、动物修复和微生物修复等，该措施存在难W找到能用于修复的植物、动物和微生 物等缺点。但具有有成本低、不破坏±壤和水体生态环境、不引起二次污染等优点，是一种 很有潜力的治理技术。其中利用植物修复重金属污染是重金属污染去除的重要方法之一。 植物修复技术就是利用植物来去除污染了的环境，即利用植物及其根际圈微生物体系的吸 收、挥发和转化和降解等作用机理来清除污染环境中的污染物质。广义的植物修复包括利 用植物净化空气，利用植物及其根际圈微生物净化污水和去除污染±壤，主要包括重金属、 放射性核素及有机污染物等。狭义的植物修复主要指利用植物及根际圈微生物体系清洁污 染±壤，包括无机和有机污染物。而通常所说的植物修复主要指利用富集植物的提取作用 去除污染±壤中的重金属，即通过重复种植和收获富集植物将污染±壤中重金属浓度降到 可接受水平。我国已应用植物修复重金属(类重金属）的实例有：娱蚁草修复神污染，东景 南天修复锋污染，商陆修复儘污染，龙葵和堇菜修复領污染，李氏禾修复館污染，短弯灰叶 修复铅污染，鸭妬草修复铜污染等。因此找到或提供能大量积累重金属(类重金属）的植物 是植物修复技术的关键。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种利用植物芒去除錬污染的方法。该方法具有费用低、效 果好、可操作性强、不破坏水体或±壤基本结构与功能、不引起二次污染、保持水±、美化环 境等优点。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
[0006] 本发明通过在含錬污染的环境中种植芒（MiscanthussinensisAnderss),利用 其自然生长过程中对錬的富集能力，将环境中的錬向植物体内转移，当芒植株长到成熟时 期，将整个植株包括其地上部分和地下部分收割并从錬污染环境移走，从而达到去除錬污 染的目的。
[0007] 本发明所述的种植芒可采用±培和水培两种栽培方式；±培方式即采用±壤为植 物生长介质的栽培方式，将植物直接栽培在±壤中，在种植过程中需提供植物正常生长发 育所需要的光照、温度、水分等自然条件及及生长发育所需的营养物质，W促进植物的生长 发育，植物所需营养物质由±壤所含营养物质直接提供，或通过人工施肥添加外源营养物 质的方式提供，植物所需水分由自然降水提供，或通过人工灌概的方式提供，植物生长发育 所需的光照和温度由室外自然条件提供，水培方式即采用水体为植物生长发育介质的栽培 方式，植物通过根部与水体接触，通过支撑介质稳固在水体上，在种植过程中需提供植物正 常生长发育所需要的光照、温度、水分等条件及生长发育所需的营养物质，W促进植物的生 长发育，植物生长发育需要用浮床作为固定支撑介质，植物根部通过浮床上钻制的小孔直 接与水体接触，植物所需营养物质由水体所含营养物质直接提供，或通过人工施肥添加外 源营养物质的方式提供，植物所需水分由水体自身提供，植物生长所需的光照和温度由室 外自然条件提供。
[0008] 本发明所述的錬污染环境具体指含有錬污染的±壤或水体，还可包括含錬污染的 大气环境。
[0009] 本发明所述芒的来源是指利用自然生长在我国湖南省某錬污染区的芒，是指可利 用自然生长在我国錬污染区的芒采集其种子进行繁殖，将芒种子直接播种或将播种后生长 的幼苗移植到錬污染环境中进行栽培，或可采集自然生长在该錬污染区的芒幼苗移植到錬 污染环境中进行栽培，或可直接让自然生长在錬污染区的芒幼苗在该地自然生长，芒种子 的繁殖温度要求为10-3(TC，水分要求为20%-80%田间最大持水量，播种深度要求为0-2cm。
[0010] 芒植株长到成熟时期，将其整个植株包括其地上部分和地下部分均收割，并从錬 污染环境中移走。由于芒在自然生长过程中对錬有富集能力，成熟的芒植株能富集大量錬。 再在錬污染环境重复上述种植及收割芒的操作过程，从而将环境中的錬污染去除，直至环 境中的錬含量达到环境质量标准。
[0011] 本发明的显著优点如下。
[0012] 1、本发明所采用的植物芒对錬具有富集作用，该植物对环境的适应能力强，生长 范围广，容易种植，为研究錬污染植物修复提供了宝贵的植物资源。
[0013] 2、本发明所述的一种利用植物芒去除錬污染的方法，具有费用低、效果好、可操作 性强、不破坏水体或±壤基本结构与功能、不引起二次污染、保持水±、美化环境等优点。
[0014] 3、本发明所述的一种利用植物芒去除錬污染的方法，可大面积推广应用。
【具体实施方式】
[0015] 利用湖南某錬污染区錬污染±壤中自然生长的芒进行试验研究，在錬污染环境 下，当芒植株长到成熟时期，将其整个植株包括其地上部分和地下部分全部收割并移走。随 机采集6株芒及其生长对应的±壤，采用如下方法进行处理并测定其中的錬含量，该方法 可简述为样品自然风干-硝酸+高氯酸消解定容-ICP测定，具体操作过程如下：将采集的 芒按株进行处理及保存，先用自来水清洗干净并用蒸傭水润洗后风干，按植株分成地上部 分和地下部分，用剪刀按植株分别将地上部分和地下部分剪成小碎片(面积<1cm2),分开 保存，备用。将每个植株对应的±壤样品分别风干、磨碎和过100目筛后保存，备用。分别称 取已剪碎的已混合均匀的植株地上部分和地下部分及该植株生长对应的±壤样品0. 2^0. 5 邑，放入聚四氣己帰巧巧中，加入4:1的硝酸-高氯酸10~15mU用电热板进行消解，消解至 无色或淡黄或淡绿色透明液体为消解完全(可能有白色沉渣)，若消解液中还有黑色物体， 则为消解不完全，补充硝酸继续消解，待消解完全后，加入蒸傭水至3(Γ40mL左右，继续消 解赶酸至消解液剩下lOmL左右，停止消解，待消解液冷却后，将消解液过滤，反复清洗聚 四氣己帰巧巧，将清洗液倒入消解液中一起过滤，将滤液全部转移并定容于50mL容量瓶 中，待测。用电感禪合等离子发射光谱仪（ICP)测定消解液中錬的含量。重复称样消解测 定3次，其结果用算术平均值+标准偏差来表示。结果如表1所示，地上部分錬的含量为 854.4~2120.5 111邑/1^，平均达1702.4111邑/1^，地下部分錬含量为211.9~283.1111邑/1^，平均值 为257. 9mg/kg;±壤中錬的含量为237. 4~380. 3mg/kg，平均值为295. 0mg/kg;富集系数 为3. 8~7. 7,平均值为6. 5 ;转运系数为3. 6~7. 7,平均值为5. 9 ;藥高为62. 5~145. 7cm，平均 值为96. 3cm;藥干重为7.ri5. 6g，平均值为10. 7g。结果表明錬能将环境中的錬富集于 植物体内，可用于去除錬污染。
[0016] 表1芒对錬的富集特性
【主权项】
1. 一种利用植物芒去除锑污染的方法，其特征在于：在含锑污染环境(含锑污染的土 壤或水体，还可包括含锑污染的大气环境）中种植芒，利用其自然生长过程中对锑的超富集 能力，将锑向其植物体内转移，当芒植株长到成熟时期，将整个植株包括地上部分和地下部 分均从污染环境中移走，从而达到去除环境中的锑污染的目的。2. 根据权利要求1所述的一种利用植物芒治理锑污染的方法，其特征在于：所述芒可 采用土培方式或水培方式种植：土培方式即采用土壤为植物生长介质的栽培方式，将植物 直接栽培在土壤中，并提供植物正常生长所需要的光照、温度、水分等自然条件及营养物 质，以促进植物的生长发育，植物所需营养物质由土壤所含营养物质直接提供，或通过人工 施肥添加外源营养物质的方式提供，植物所需水分由自然降水提供，或通过人工灌溉的方 式提供；植物生长所需的光照和温度由自然条件提供；水培方式即采用水体为植物生长介 质土壤和水体的栽培方式，植物通过根部与水体接触，通过支撑介质稳固在水体上，并提供 植物正常生长所需要的光照、温度、水分等条件及营养物质，以促进植物的生长发育，植物 生长需要用浮床作为稳固支撑介质，植物根部通过浮床上钻制的小孔直接与水体接触，植 物所需营养物质由水体所含营养物质直接提供，或通过人工施肥添加外源营养物质的方式 提供，植物所需水分由水体自身提供，植物生长所需的光照和温度由室外自然条件提供。3. 根据权利要求1所述的一种利用植物芒去除锑污染的方法，其特征在于：所述种植 芒是指可利用自然生长在我国锑污染区的芒采集其种子进行繁殖，将芒种子直接播种或将 播种后生长的幼苗移植到锑污染环境中进行栽培，或可采集自然生长在该锑污染区的芒幼 苗进行移植，将幼苗期的芒移植于在锑污染环境中进行栽培，或可直接让自然生长在锑污 染区的芒幼苗在该地自然生长。4. 根据权利要求1所述的一种利用植物芒去除锑污染的方法，其特征在于：芒在自然 生长过程中对锑有超富集能力，当植株长到成熟时期，植物体内能富集大量锑，将其整个植 株包括地上部分和地下部分收割，并从锑污染环境中移走，再在锑污染环境中重复上述种 植及收割芒的操作过程，从而将环境中的锑污染去除。
【专利摘要】本发明涉及治理环境污染的植物修复技术，特别涉及利用植物治理锑污染的方法，具体的说是一种利植物芒治理锑污染的方法。本发明通过在含锑污染环境中种植芒，利用其在自然生长过程中对锑的富集能力，将环境中的锑向其植物体内转移，当芒植株长到成熟时期，将整个植株或其地上部分收割并从污染环境中移走，从而达到去除环境中的锑污染的目的。
【IPC分类】B01D53/64, B01D53/84, C02F101/20, C02F3/32, B09C1/00
【公开号】CN105312309
【申请号】CN201410383163
【发明人】袁艺宁, 卢明
【申请人】袁艺宁, 卢明
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年8月5日