一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明为一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法，属于土壤重金属污染防治技术。
【背景技术】
[0002]土壤是人类赖以生存的自然环境要素和农业生产的重要资源，它处于自然环境的中心位置，承载着环境中大约90 %的来自各方面的污染物。目前，全世界每年平均排放汞约
1.5万吨、锰1500万吨、铜340万吨、铅500万吨、镍100万吨，导致世界各国的农田土壤均存在不同程度的重金属污染。有关调查和研究结果表明，中国菜地土壤重金属超标问题已逐渐成为威胁我国蔬菜发展的重要因素。林玉锁等对我国30X 104hm2基本农田保护区的土壤重金属进行抽样监测，结果表明，其中已有3.6 X 104hm2土壤重金属含量超标，超标率达12.1%。据估计，我国每年因重金属污染而减产粮食超过1000万吨，另外被重金属污染的粮食每年多达1200万吨，造成经济损失合计至少达200亿元。
[0003]镍是植物体内脲酶的组成成分，与氮代谢有着密切关联。可促进种子萌发，植物生长发育，增产，并与植物的抗毒性有关，增强植物抗病性。微量的镍对植物有促进作用，过量就会对植物的生长产生抑制作用。植物对镍很敏感，当营养液中镍的浓度超过lmg/L，某些植物就会出现中毒症状，表现为根系生长受阻，植株矮小、叶片卷曲、黄化，严重者出现斑点状坏死，其组织上的表现是组织破裂、细胞硬化、叶绿素分解。
[0004]早在1974年已经证实镍是人体所必需的元素。它参与核酸和蛋白质的代谢，成人每日从饮食中摄入0.3-0.5mg的镍，主要来源蔬菜和谷类。由于人对镍需求量很低，一般不会出现缺镍现象。相反若摄入量过多，则会导致癌变或其他疾病。早于1933年就已经发现镍对人的致癌作用。人体若长期曝露在镍污染(冶金、电镀、电焊等)环境中，可导致皮肤过敏，肺纤维化，肾和心血管系统病症和呼吸道癌以及诱发肿瘤恶化等。
[0005]农业上施用污泥和含镍的磷肥，工业上冶炼、采矿等活动造成含镍微尘的沉降，金属电镀、油脂加氢、染料、陶瓷、玻璃生产的废弃物中含镍及其氧化物则成为土壤中镍的主要人为来源。对于人类来说，食物是镍的主要来源，因此，如何避免过量的镍从农田土壤及灌溉水进入食物链已受到了环境科学工作者的广泛关注。
[0006]据研究报道，一些植物对污染土壤中的重金属具有极强的富集能力，其体内的重金属浓度可达其生长土壤中重金属浓度的数百、甚至几千倍。因此这些植物在修复重金属污染土壤方面具有广阔的应用前景。
[0007]重金属污染土壤的植物修复技术是一种利用自然生长的植物或者通过遗传工程培育植物来修复重金属污染土壤的总称。主要包括植物稳定技术和植物萃取技术。植物萃取技术也被称为植物富集技术，它指利用专性植物根系吸收一种或几种重金属，并将其转移、贮存到地上部分，然后收获茎叶，集中处理，因而能从根本上清除土壤中的重金属，但不同种类的植物对重金属的耐性及吸收、提取重金属的能力差异很大，而且植物的生长环境和生长状况对其吸收、提取重金属的功能影响也很大。目前，在重金属污染土壤的植物修复领域，关于植物种类选择、配置及生长状况控制方面还非常缺乏研究，严重限制了重金属污染土壤植物修复技术在实际工作中的应用。
[0008]本发明在申请人多年研究的基础上，公开了一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是:提供一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法，在镍污染稻田中(土壤Ni浓度150mg/kg，达到食用农产品产地土壤Ni含量限值的3倍，属重度污染)，通过5轮修复，可以将稻田土壤的Ni含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Ni浓度<50mg/kg)(参见附图1)。
[0010]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法，其特征是:(1)修复用植物组合为:柳叶箬、辣寥、空心莲子草、茭笋4种植物；(2)植物种植方法为:不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm，保证每株植物都有较充分的生长空间，形成一个旺盛生长的植物群落；(3)植物收获时期及收获方法:在植物种植后60天、吸收提取Ni的量达到饱和状态时(参见附图2) —次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理，可以大大提高修复效果。植物收获后平整土壤，根据需要可进行下一轮植物修复；(4)稻田水分管理:修复前将稻田灌水到浅水层(约3cm)，然后种植植物，让水层自然落干后(水层消失)再灌水到浅水层(约3cm)，如此重复进行，直到植物收获。
[0011]本发明的有益效果是:在稻田土壤重度Ni污染地区(土壤Ni浓度150mg/kg，达到食用农产品产地土壤Ni含量限值的3倍)，通过5轮、约300天的植物修复，可以大幅度降低土壤的Ni含量。通过该申请专利技术方案的实施，可以将稻田土壤的Ni含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Ni浓度<50mg/kg)(参见附图1)。
【附图说明】
[0012]图1不同次数的植物修复后土壤镍含量
[0013]图2植物种植后不同天数吸收提取镍的量
【具体实施方式】
[0014]实施例1:一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法。【具体实施方式】为:(1)修复用植物组合为:柳叶箬、辣寥、空心莲子草、茭笋4种植物；(2)植物种植方法为:不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm ; (3)植物收获时期及收获方法:在植物种植后60天、吸收提取Ni的量达到饱和状态时(参见附图2) —次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理。植物收获后平整土壤，根据需要可进行下一轮植物修复；(4)稻田水分管理:修复前将稻田灌水到浅水层(约3cm)，然后种植植物，让水层自然落干后(水层消失)再灌水到浅水层(约3cm)，如此重复进行，直到植物收获。
[0015]附图1证明本实施例可以大幅度降低土壤Ni含量。图中数据是在土壤Ni浓度为150mg/kg(重度污染程度，达到食用农产品产地土壤Ni含量限值的3倍)条件下获得的。通过该申请专利技术方案5轮、约300天的实施，可以将稻田土壤的Ni含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Ni浓度<50mg/kg)
[0016]附图2证明植物收获的适宜时期是在植物种植后60天，此时植物吸收提取Ni的总量达到饱和状态，此时收获可以大大提高修复效果。
【主权项】
1.一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法，其特征在于修复用植物组合为:柳叶箬、辣寥、空心莲子草、茭笋4种植物。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于植物种植方法为:不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于植物收获时期及收获方法为:在植物种植后60天、吸收提取Ni的量达到饱和状态时一次性收获，将整株植物连根拔起。
【专利摘要】本发明涉及一种镍污染稻田土壤的植物组合修复方法，属于土壤重金属污染防治技术领域。其特征是：(1)修复用植物组合为：柳叶箬、辣蓼、空心莲子草、茭笋4种植物；(2)植物种植方法为：不同种类、不同高度的植物间隔种植，植株间间隔20cm；(3)植物收获时期及收获方法为：在植物种植后60天、吸收提取Ni的量达到饱和状态时一次性收获，将整株植物连根拔起，然后集中处理。在稻田土壤重度Ni污染地区(土壤Ni浓度150mg/kg，达到食用农产品产地土壤Ni含量限值的3倍)，通过5轮、约300天的植物修复，可以将稻田土壤的Ni含量修复到符合我国食用农产品产地土壤质量标准(土壤Ni浓度<50mg/kg)。
【IPC分类】B09C1/00
【公开号】CN105382023
【申请号】CN201510982340
【发明人】刘建国, 王国宇, 王明新
【申请人】常州大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月23日