專利名稱：一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，屬于污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著工業(yè)化進程不斷加劇，日益嚴(yán)重的重金屬污染已成為全球共同關(guān)注的重大環(huán)境問題。銅是生物必需的營養(yǎng)元素，適量的銅對人和動植物都是有益的，但過量的銅對生物的生長發(fā)育造成危害。銅礦開發(fā)過程中產(chǎn)生的尾沙、礦石等不僅占用大量的土地， 而且對其所堆積地及其周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。此外，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，銅的用途越來越廣泛，用量不斷增加，含銅污染物排放越來越多，對土壤環(huán)境的污染也逐漸顯現(xiàn)出來。為了有效治理土壤銅污染，傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法如客土法、換土法、電化法、淋溶法、吸附法等作為一種應(yīng)急預(yù)案治理措施雖取得了一定成效，但難免會破壞土壤結(jié)構(gòu)造成二次污染，且具有工程量大、費用高、見效時間短等弊端，在實際應(yīng)用中受到了限制。而近年來發(fā)展起來的植物修復(fù)技術(shù)以其修復(fù)成本低、對環(huán)境擾動少、無二次污染、方便應(yīng)用等優(yōu)勢被認(rèn)為是治理土壤重金屬污染非常有前途的方法。植物修復(fù)技術(shù)是指用重金屬超積累植物將重金屬從土壤或水體中轉(zhuǎn)移到可收獲的植物的地上部分，通過收割地上部物質(zhì)帶走土壤中重金屬的一種方法。但重金屬超積累植物一般是重金屬脅迫下長期誘導(dǎo)、馴化的一種適應(yīng)性突變體，目前國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)的銅超積累植物很少，并且往往存在生長遲緩、生物量低，對氣候條件要求嚴(yán)格，區(qū)域性分布較強，嚴(yán)格的適應(yīng)性等缺陷，而絕大多數(shù)植物體內(nèi)銅含量又非常低，僅為3 20μ g · g-1,因此，充分利用銅富集量較高、生物量大、分布廣、栽培管理簡單的植物結(jié)合各種調(diào)控措施增強其對污染土壤的修復(fù)能力，是加快我國土壤重金屬污染植物修復(fù)的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，該方法操作簡便、普及應(yīng)用性強、土壤修復(fù)效果好。
技術(shù)方案一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，其特征在于在含污染物銅的土壤上種植黃菖蒲，通過多次刈割達到黃菖蒲對銅污染土壤的修復(fù)效應(yīng)。所述種植黃菖蒲是指春季黃菖蒲地上部萌發(fā)后將三年生以上黃菖蒲成年苗定植于銅污染土壤， 種植株行距15cmX 15cm，栽后澆一次透水；定植后分別于5月底、7月底、9月底收割植株地上部，留茬高度10cm，9月份最后一次收割后無需管理，根系自然越冬，翌年植株地上部萌發(fā)后相同時間重復(fù)上述過程，直至徹底除去土壤中超標(biāo)的銅。所述銅污染土壤是指銅含量不超過600mg/kg的中、重度銅污染土壤。
有益效果本發(fā)明提供了一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法。鳶尾屬CItj's L.)植物黃菖蒲(Iris pseudacaorus L.)為多年生宿根草本花丼,具有適應(yīng)性廣、抗性強、生物量大、栽培管理粗放等特性，目前已被廣泛應(yīng)用于園林綠化、鹽堿地改良和水土保持等方面。該方法通過在銅污染土壤上種植鳶尾屬植物黃菖蒲并結(jié)合多次刈割措施可顯著提高鳶尾屬植物黃菖蒲地上部生物量，使黃菖蒲地上部銅積累量增加31. 2%，土壤銅總量的去除率達48. 9%。不僅操作簡便、且能顯著提高黃菖蒲的生長速度，增加黃菖蒲地上部銅提取量，加速鳶尾屬植物黃菖蒲修復(fù)銅污染土壤的進程。
具體實施方式
以南京湯山九華山銅礦污染土壤修復(fù)實例為例實驗區(qū)位于南京市江寧區(qū)湯山鎮(zhèn)東北的九華山銅礦區(qū)(北緯31° 4’ 32° 7’，東經(jīng) 118° 22’ 119° 14’)，該地屬于北亞熱帶濕潤性氣候，土壤以黃棕壤為主。該礦是以銅礦為主，伴有鐵、鋅、硫等元素的多金屬中級礦床。自1972年建礦以來，該礦在多年的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水、廢渣，對其周圍的生態(tài)環(huán)境造成較大威脅。土壤基本理化性質(zhì)ΦΗ7.4， 全氮含量O. 01%,全鉀含量75. 6 μ g · g—1，全磷含量3. 8 μ g · g-1，有機質(zhì)含量O. 63%，Cu含量 597. 87 μ g · g'該地土壤瘠薄,植被稀少,僅有小飛蓬(iZrigero/ Caaaofeflsis) 、具芒碎米莎草(分/76 /7/5· microiria')和節(jié)節(jié)草ramosissimum)零星分布，且長勢較弱。
1、翻地施肥湯山銅礦污染土壤中銅含量達597. 87mg/kg，遠遠超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量(GB15618-1995) II級標(biāo)準(zhǔn)(< 100mg/kg)要求，超出了保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物正常生長的土壤臨界值，為重度銅污染土壤。整地前施以商品有機肥，有機質(zhì)含量> 30%, N、P、 K總養(yǎng)分含量彡7%，其施加量為300 400kg/畝。
2、定植與田間管理3月初將鳶尾屬三年生以上成年苗定植于銅污染土壤，種植株行距15cmX 15cm，栽后澆一次透水，之后根據(jù)田間缺水情況澆水，使土壤含水量保持在田間持水量的60 70%。
3、收獲定植后分別于5月底(3-5月為花芽發(fā)育和花期)、7月底(第一次刈割去除了花及果實，5-7月為葉的恢復(fù)生長期)、9月底(地上部進入休眠前，7-9月為葉片旺盛生長期)收割植株地上部，留茬高度10cm。9月份最后一次收割后無需管理，根系自然越冬，翌年植株地上部萌發(fā)后相同時間重復(fù)上述過程。
4、樣品分析葉片干質(zhì)量測定將收獲的地上部分首先用自來水沖洗，再用用去離子水沖洗干凈，吸水紙吸干表面水分，105°C下殺青2 h，然后在60°C下烘干至恒重后稱量；植物樣品銅含量測定將烘干至恒重的植物樣品用瑪瑙研缽磨碎后充分混勻，用 HNO3 HClO4 (V V=87 13)混合液消煮提取，消化至近干加硝酸溶解，用體積分?jǐn)?shù)為5% 的硝酸定容至20mL，用ICP-AES (Perkin Elmer 3300)測定Cu含量。
5、結(jié)果分析該方法通過在銅污染土壤上種植黃菖蒲并結(jié)合多次刈割措施可顯著提高鳶尾屬植物黃菖蒲地上部生物量，使黃菖蒲地上部銅積累量增加31. 2%，土壤銅總量的去除率達48. 9% (表1)，翌年植株地上部萌發(fā)后相同時間繼續(xù)刈割，直至將污染土壤中超標(biāo)的銅完全去除。 該方法不僅操作簡便、且能顯著提高黃菖蒲的生長速度，增加黃菖蒲地上部銅提取量，加速鳶尾屬植物黃菖蒲修復(fù)銅污染土壤的進程。
表I不同處理對黃菖蒲干質(zhì)量、葉片銅積累量、根際土壤銅含量的影響
權(quán)利要求
1.一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，其特征在于在含污染物銅的土壤上種植黃菖蒲，通過多次刈割達到黃菖蒲對銅污染土壤的修復(fù)效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，其特征在于所述種植黃菖蒲是指春季黃菖蒲地上部萌發(fā)后將三年生以上黃菖蒲成年苗定植于銅污染土壤，種植株行距15cmX 15cm,栽后燒一次透水；定植后分別于5月底、7月底、9月底收割植株地上部，留茬高度10cm，9月份最后一次收割后無需管理，根系自然越冬，翌年植株地上部萌發(fā)后相同時間重復(fù)上述過程，直至徹底除去土壤中超標(biāo)的銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，其特征在于所述銅污染土壤是指銅含量不超過600mg/kg的中、重度銅污染土壤。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用鳶尾屬植物并結(jié)合刈割措施強化修復(fù)銅污染土壤的方法，屬于污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。具體地說是利用鳶尾屬植物黃菖蒲并結(jié)合刈割措施加快對銅污染土壤修復(fù)的方法。方法春季黃菖蒲地上部萌發(fā)后在銅污染的土壤上種植黃菖蒲，定植成活后分三次收割植株地上部，9月份最后一次收割后無需管理，根系自然越冬，翌年植株地上部萌發(fā)后相同時間重復(fù)上述過程。該方法通過多次刈割可顯著提高鳶尾屬植物黃菖蒲地上部生物量，使黃菖蒲地上部銅積累量增加31.2%，土壤銅總量去除率達48.9%。不僅操作簡便、且能顯著提高黃菖蒲的生長速度，增加黃菖蒲地上部銅提取量，加快鳶尾屬植物黃菖蒲修復(fù)銅污染土壤的進程。
文檔編號B09C1/00GK102989754SQ20121055693
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者原海燕, 黃蘇珍, 孫雨亮 申請人:江蘇省中國科學(xué)院植物研究所