一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油污染土壤的方法
【專利摘要】一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤的方法,利用植株本身的吸收、根際微生物及其根系分泌物對(duì)石油烴的降解作用，實(shí)現(xiàn)降解土壤中石油烴，步驟如下：采用根狀莖扦插或幼苗移植的方法，將長(zhǎng)藥八寶種植于濃度不高于4%的石油烴污染的土壤中并進(jìn)行管理，當(dāng)其長(zhǎng)到成熟期或開花期時(shí)，可將其整體移走作為觀賞花卉即商品出售；重復(fù)在上述土壤中種植長(zhǎng)藥八寶，直至土壤中的石油烴含量達(dá)到國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)或生態(tài)安全指標(biāo)為止。本方法的優(yōu)點(diǎn)是：利用長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤，費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染、不進(jìn)入食物鏈、不破壞土壤理化性質(zhì)、治理污染的同時(shí)美化化境、適合大面積操作且工程量小、野生花卉管理粗放、見(jiàn)效快，利于推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油污染土壤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)污染土壤的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油污染土壤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前土壤污染是世界公認(rèn)的最為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題之一，石油烴則是土壤污染的一個(gè)重要污染源。石油烴是由于人們對(duì)石油的各種應(yīng)用而產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，包括烷烴(直鏈烷烴、支鏈烷烴和環(huán)烷烴)、芳香烴類化合物、浙青質(zhì)、極性物質(zhì)等，參見(jiàn)文獻(xiàn)1: ZHOU Qixingj CAI Zhang, ZHANG Zhineng and LIU Weita0.Ecological Remediationof Hydrocarbon Contaminated Soils with Weed Plant.Journal of Resources andEcology, 2011,2(2):97_105。在石油的開釆、煉制、貯存以及運(yùn)輸過(guò)程中所發(fā)生的溢油和泄露，無(wú)法避免地會(huì)產(chǎn)生落地原油將石油烴帶入土壤，油頁(yè)巖礦渣的堆放和使用也會(huì)使大量石油烴進(jìn)入土壤，參見(jiàn)文獻(xiàn)2:張從，夏立江.污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2000，246— 254，264— 268，對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染。土壤中的石油烴不僅影響土壤結(jié)構(gòu)、土壤通透性、土壤吸濕性等土壤的理化性質(zhì)，阻礙植物的正常生長(zhǎng)，參見(jiàn)文獻(xiàn) 3: Liste H.H.，F(xiàn)elgentreu D.，Crop growth, culturable bacteria, anddegradation of petrol hydrocarbons (PHCs) in a long-term contaminated fieldsoil.Applied Soil Ecology, 2006，31:43-52，而且能通過(guò)滲透作用污染地下水，參見(jiàn)文獻(xiàn) 4:N.SawatskyjX.L1.1mportance of soil-water relations in the endpoint ofbioremediation soils.Plant and Soil, 1997，192:227-236，通過(guò)生物鏈對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)及人類健康造成重大威脅。因此，如何經(jīng)濟(jì)有效地修復(fù)石油烴污染土壤已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，參見(jiàn)文獻(xiàn) 5: Chaudhry Qj M Blom-Zandstraj S Gupta, E J Joner.Utilising the synergy between plants and rhizosphere microorganisms to enhancebreakdown of organic pollutants in the environment.Environmental SciencePollution Research，2005，12:34 - 48 ;文獻(xiàn) 6:Euliss K，Ho C Hj A P Schwab, S Rock, MK Banks.Greenhouse and field assessment of phytoremediation for petroleumcontaminants in a riparian zone.Bioresource Technology，2008，99:1961 - 1971 ;文獻(xiàn) 7:Vaajasaari Kj A Joutt1.Field-scale assessment of phytotreatment of soilcontaminated with weathered hydrocarbons and heavy metals.Journal of Soils andSediments, 2006，6 (3):128 - 136。
[0003]目前，石油烴污染土壤的修復(fù)是學(xué)術(shù)界和工程界的共同難點(diǎn)，所用的修復(fù)技術(shù)主要有物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法三種。但是，傳統(tǒng)的物理修復(fù)法和化學(xué)修復(fù)法成本較高，易導(dǎo)致二次污染且不適合大規(guī)模的實(shí)施應(yīng)用；微生物修復(fù)技術(shù)可能會(huì)給土壤和地下水帶來(lái)生物性污染，并且微生物可降解的有機(jī)污染物類型有限，很多難降解的有機(jī)污染物根本無(wú)法通過(guò)微生物進(jìn)行修復(fù)。而有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)作為一項(xiàng)綠色修復(fù)技術(shù)，必將在有機(jī)污染土壤的修復(fù)中扮演越來(lái)越重要的角色，參見(jiàn)文獻(xiàn)8:戴樹桂.環(huán)境化學(xué)進(jìn)展.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005, 119-120。
[0004]有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)是指植物在其生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)植株本身的吸收、根際微生物及其根系分泌物對(duì)有機(jī)物的降解或鈍化作用，實(shí)現(xiàn)修復(fù)污染土壤的一種原位修復(fù)方法，參見(jiàn)文獻(xiàn)9:周啟星，宋玉芳.污染土壤修復(fù)原理與方法[M].北京:科學(xué)出版社，2004，22— 42。與傳統(tǒng)方法相比，植物修復(fù)方法具有成本低、自然美觀、可進(jìn)行大面積原位操作、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，參見(jiàn)文獻(xiàn)10:Macek T.et al.BiotechnologyAdvances.2000, 18:23 ；文 獻(xiàn) 11:Cai Z.,et al., Promoted biodegradation andmicrobiological effects of petroleum hydrocarbons by Impatiens balsamina Lwithstrong endurance.Journal of Hazardous Materials，2010，183 (1- 3): 731-737，因此逐漸成為石油污染土壤修復(fù)的最有效而可行的方法之一。
[0005]尋求能夠高效降解石油烴的植物種類是進(jìn)行石油烴污染土壤修復(fù)的前提，然而，迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)此領(lǐng)域的研究還比較少，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的修復(fù)石油污染的植物更少。此外，已報(bào)道的修復(fù)石油烴污染土壤的植物種類非常有限，目前尚未見(jiàn)野生觀賞植物在這方面的系統(tǒng)報(bào)道。野生觀賞植物作為本土物種，其應(yīng)用于修復(fù)污染土壤具有以下優(yōu)點(diǎn):I)野生觀賞植物具有比普通花卉植物對(duì)污染物更耐貧瘠、抗性更好、生物量更發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，具備能更好地修復(fù)污染環(huán)境的條件；2)在自然環(huán)境中土生土長(zhǎng)的野生種對(duì)環(huán)境要求不像人類培育出的花卉對(duì)環(huán)境要求高，從而實(shí)際場(chǎng)地施用時(shí)可以減少人工管理成本；3)野生觀賞植物往往可以通過(guò)幼苗直接種植,縮短植物從種子到成苗的生長(zhǎng)時(shí)間,最終達(dá)到縮短植物修復(fù)時(shí)間的目的；4)觀賞植物一般不進(jìn)入食物鏈，不會(huì)對(duì)人體甚至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的安全造成威脅，參見(jiàn)文獻(xiàn)12:劉家女，周啟星，孫挺等.花卉植物應(yīng)用于污染土壤修復(fù)的可行性研究.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，18:1617-1623 ；5)野生觀賞植物在修復(fù)污染土壤的同時(shí)美化環(huán)境，達(dá)到生態(tài)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一；6)野生觀賞植物一般具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，修復(fù)后的植物材料可投入市場(chǎng)，降低修復(fù)成本，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一；7)我國(guó)作為世界上擁有觀賞植物種類最為豐富的國(guó)家之一，參見(jiàn)文獻(xiàn)13:郭維明，毛龍生.觀賞園藝概論[M],北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001，種質(zhì)豐富，為篩選工作提供了廣闊的資源基礎(chǔ)。因此從野生觀賞植物中篩選高效降解石油烴植物并用于修復(fù)實(shí)踐是完全可行的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述技術(shù)分析和存在問(wèn)題，提供一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶[Hylotelephium spectabile (Boreau) H.0hba]修復(fù)石油烴污染土壤的方法,該方法費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染、不進(jìn)入食物鏈、不破壞土壤理化性質(zhì)、治理污染的同時(shí)美化化境、適合大面積操作且工程量小、野生花卉管理粗放、見(jiàn)效快。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0008]一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤的方法，利用植株本身的吸收、根際微生物及其根系分泌物對(duì)石油烴的降解作用，實(shí)現(xiàn)降解土壤中石油烴，步驟如下:
[0009]I)采用根狀莖扦插或幼苗移植的方法，將長(zhǎng)藥八寶種植于濃度不高于4%的石油烴污染的土壤中，每日早八點(diǎn)定時(shí)澆水一次，使土壤持水量保持在最大持水量的60%，以使其生物量生長(zhǎng)最大、污染物降解率最高，當(dāng)其長(zhǎng)到成熟期或開花期時(shí)，可將其整體移走作為觀賞花卉即商品出售；
[0010]2)重復(fù)在上述土壤中種植長(zhǎng)藥八寶，直至土壤中的石油烴含量達(dá)到國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)或生態(tài)安全指標(biāo)為止。
[0011]本發(fā)明所采用的長(zhǎng)藥八寶為多年生肉質(zhì)草本野生植物，具備很好的觀賞價(jià)值，其植物分類學(xué)特征如下:長(zhǎng)藥八寶為多年生草本，株高30-50cm，主要分布于中國(guó)東北地區(qū)以及河北、河南、安徽、山東等地。莖直立，具條棱，伏生糙硬毛及螫毛。葉互生，托葉合生，三角狀錐形，早落；葉柄細(xì)弱，長(zhǎng)(2)5至6(12)厘米，伏生糙硬毛及螫毛；葉片卵圓形，長(zhǎng)4至17厘米，寬3至10厘米，基部圓形或近截形，先端漸尖或尾狀尖，邊緣具缺刻狀大齒牙，表面深綠色，密布小球狀鐘乳體背面色淡，兩面伏生糙硬毛，背面主脈上疏生螫毛?；▎涡裕菩弁?，花序腋生，單一或分枝，具總梗，比葉短，分枝稀疏，伏生糙硬毛及稀疏直立的螫毛；花期7至8月；花開粉色、紅色。
[0012]本方法的優(yōu)點(diǎn)是:長(zhǎng)藥八寶是一種高效修復(fù)石油烴污染的植物，對(duì)土壤中低、中、高濃度的石油烴污染物均具有較強(qiáng)的忍耐力和一定的降解能力。利用長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤，具有費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染、不進(jìn)入食物鏈、不破壞土壤理化性質(zhì)、治理污染的同時(shí)美化化境、適合大面積操作且工程量小、野生花卉管理粗放、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，有助于改善因石油污染引起的土壤結(jié)構(gòu)改變、生產(chǎn)力下降、退化等問(wèn)題，恢復(fù)并提高其生物多樣性，充分實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為不同處理組總石油烴(TPH)降解率。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
[0015]一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤的方法，利用植株本身的吸收、根際微生物及其根系分泌物對(duì)石油烴的降解作用，實(shí)現(xiàn)降解土壤中石油烴，長(zhǎng)藥八寶對(duì)石油烴污染土壤的溫室盆栽修復(fù)試驗(yàn)如下:
[0016]實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在天津市南開大學(xué)泰達(dá)學(xué)院溫室，地處天津市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，屬溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年降水量在500-600左右。試驗(yàn)所用土壤采自于天津市大港油田。
[0017]將石油污染土壤和清潔土壤自然風(fēng)干后分別過(guò)2_篩，然后將兩種土壤按照一定比例充分混合成不同濃度梯度的石油烴污染土壤。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理組，分別為:CK (清潔土壤)、污染土壤A-總石油烴濃度為11874mg/kg (污染濃度約為1%)、污染土壤B-總石油烴濃度為20075mg/kg (污染濃度約為2%)、污染土壤C-總石油烴濃度為38986mg/kg (污染濃度約為4%)，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)平行組。
[0018]盆栽試驗(yàn)的花盆上口直徑為230mm，高為180mm，每盆裝土 1500克，盆土澆透水，平衡兩周后，將長(zhǎng)藥八寶的根狀莖移栽于盆中，每盆移栽3株。試驗(yàn)期間可利用小鐵鏟松動(dòng)表土，但不能傷到植株的根，以保證土壤中的氧氣來(lái)源。試驗(yàn)中每日早八點(diǎn)定時(shí)澆水一次，使土壤持水量保持在最大持水量的60%，以使其生物量生長(zhǎng)最大、污染物降解率最高。澆水方式采用頂部噴灑澆水和底部托盤澆水相結(jié)合的方式，以促進(jìn)植株的根部生長(zhǎng)。采用異位修復(fù)種植時(shí)，先將盆土澆透水，移植時(shí)間宜在傍晚，也可通過(guò)大田直接種植來(lái)進(jìn)行原位修復(fù)。[0019]長(zhǎng)藥八寶種植4個(gè)月長(zhǎng)到成熟期后收獲。將收獲的植株用自來(lái)水清洗干凈再用去離子水清洗，浙去水分，進(jìn)行地上部分鮮重和根部鮮重的稱重。土壤樣品用真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行24小時(shí)干燥脫水，然后用索提法測(cè)定土壤總石油烴含量，提取劑為分析純二氯甲烷。
[0020]實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
[0021]1、不同處理濃度下長(zhǎng)藥八寶對(duì)石油烴污染的耐性
[0022]植株收獲時(shí)，不同石油烴污染濃度下的長(zhǎng)藥八寶從外表看生長(zhǎng)狀況良好，無(wú)葉片發(fā)黃、落葉、枯萎等明顯的毒害癥狀，說(shuō)明長(zhǎng)藥八寶對(duì)石油烴污染具備一定的耐性。
[0023]表1為不同濃度石油烴污染土壤對(duì)長(zhǎng)藥八寶生物量的影響。
[0024]表1
【權(quán)利要求】
1.一種利用野生觀賞植物長(zhǎng)藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤的方法，其特征在于:利用植株本身的吸收、根際微生物及其根系分泌物對(duì)石油烴的降解作用，實(shí)現(xiàn)降解土壤中石油烴，步驟如下: 1)采用根狀莖扦插或幼苗移植的方法，將長(zhǎng)藥八寶種植于濃度不高于4%的石油烴污染的土壤中，每日早八點(diǎn)定時(shí)澆水一次，使土壤持水量保持在最大持水量的60%，以使其生物量生長(zhǎng)最大、污染物降解率最高，當(dāng)其長(zhǎng)到成熟期或開花期時(shí)，可將其整體移走作為觀賞花卉即商品出售； 2)重復(fù)在上述土壤中種植長(zhǎng)藥八寶，直至土壤中的石油烴含量達(dá)到國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)或生態(tài)安全指標(biāo)為止。
【文檔編號(hào)】B09C1/00GK103817143SQ201410071552
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】程立娟, 周啟星 申請(qǐng)人:南開大學(xué)