翠菊和有機(jī)膦酸在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鉛污染±壤植物修復(fù)技術(shù)，嚴(yán)格地說就是一種利用徑基乙叉二麟酸強(qiáng) 化富集植物翠菊在修復(fù)鉛污染±壤中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛是環(huán)境中一種主要的重金屬污染物之一，我國及世界各地普遍存在±壤鉛污染 情況，尤其在礦山、冶煉廠和公路周圍，鉛污染情況更為嚴(yán)重。鉛一旦進(jìn)入人體后，將通過血 液干擾神經(jīng)細(xì)胞的正常工作，在血液中破壞血紅素的生存和腦微血管的滲透性，可導(dǎo)致大 腦發(fā)育遲緩、不健全，最終影響人的智力，因此對鉛污染±壤的治理和修復(fù)，是十分緊迫的 任務(wù)。
[0003] 污染±壤植物修復(fù)技術(shù)費(fèi)用低廉、不破壞場地結(jié)構(gòu)、不造成地下水環(huán)境二次污染、 美化環(huán)境，易于為社會所接受，成為當(dāng)前國內(nèi)外的熱點(diǎn)科學(xué)問題和前沿研究方向。如今，人 們對環(huán)境的要求較高，不僅要滿足人居要求，而且還要達(dá)到一定的美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，在降低污染水 平的同時，也希望看到污染環(huán)境的美化，而花弁植物當(dāng)然是美化環(huán)境的首選。我國花弁資源 豐富，特別是一、二年生草本花弁，種類繁多，分布廣泛，栽培歷史長，栽培條件明確，具有對 水、肥等要求不嚴(yán)及較好的抗逆性等特征。
[0004] 但是，已篩選到的具重金屬超積累特征的植物甚至超積累植物的修復(fù)效率還有待 于提高。人們發(fā)現(xiàn)植物馨合誘導(dǎo)修復(fù)技術(shù)可W增加上壤溶液中有效態(tài)重金屬的濃度，提高 植物對重金屬的吸收和富集能力，提高修復(fù)效率?，F(xiàn)有技術(shù)普遍使用的馨合劑是邸TA,雖然 邸TA馨合鉛的能力很強(qiáng)，但是它進(jìn)入環(huán)境后不易降解，會引起嚴(yán)重的重金屬滲濾，造成對地 表水和地下水等環(huán)境的二次污染。因此，現(xiàn)階段馨合誘導(dǎo)修復(fù)的重點(diǎn)之一是選擇較理想的 馨合劑，既保證修復(fù)效果，又能夠減少可能造成的環(huán)境風(fēng)險和健康危害。 陽0化]徑基乙叉二麟酸是分子中有一個或多個麟酸基團(tuán)的化合物，由于有機(jī)麟酸類化合 物能在較寬的抑范圍內(nèi)與多種重金屬離子生成穩(wěn)定的馨合物，且毒性小，合成方法簡單， 原料易得，價格低廉，生成的有機(jī)麟酸類馨合劑易于被生物降解，相繼得到了各國的重視。 但目前有機(jī)麟酸只是應(yīng)用于水處理等行業(yè)，缺少在±壤修復(fù)的相關(guān)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種可操作性強(qiáng)且對防止污染±壤風(fēng)蝕、水蝕均有良好的效果的治理 鉛污染±壤的方法，即翠菊和有機(jī)麟酸在修復(fù)鉛污染±壤中的應(yīng)用。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] 在含污染物鉛的±壤上種植翠菊，當(dāng)植物長到成熟期時，向±壤中施加徑基乙叉 二麟酸，活化±壤中的鉛，通過翠菊根系大量吸收污染±壤中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器 官，當(dāng)植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，從而實(shí)現(xiàn)除去 ±壤中污染物鉛的目的。
[0009] 所述當(dāng)植物長到成熟期時，向±壤中施加徑基乙叉二麟酸，徑基乙叉二麟酸與± 壤鉛的摩爾濃度比為I:2。
[0010] 所種植的翠菊是指在±壤上直接播種翠菊種子或?qū)⒂酌缙诘拇渚找浦驳姐U污染 上壤中。
[0011] 所述在鉛污染±壤中種植翠菊，采取復(fù)種的方式，即在第一巷翠菊生長至生物量 最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，再重復(fù)上述過程，直至最終修復(fù)鉛污染± 壤。
[0012] 實(shí)驗(yàn)證明徑基乙叉二麟酸可有效強(qiáng)化翠菊修復(fù)鉛污染±壤。本發(fā)明通過在鉛污染 ±壤上種植翠菊，利用徑基乙叉二麟酸作為外源強(qiáng)化劑，能夠在穩(wěn)定鉛污染±壤，減少±壤 侵蝕及不引起地下水二次污染的同時，使鉛污染±壤得到修復(fù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，既不破壞 現(xiàn)有鉛污染±地的±壤結(jié)構(gòu)，又大大提高修復(fù)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 在含污染物鉛的±壤上種植翠菊，當(dāng)植物長到成熟期時，向±壤中施加徑基乙叉 二麟酸，活化±壤中的鉛，通過翠菊根系大量吸收污染±壤中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器 官，當(dāng)植物長到地上部生物量最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，從而實(shí)現(xiàn)除去 ±壤中污染物鉛的目的。
[0014] 所述當(dāng)植物長到成熟期時，向±壤中施加徑基乙叉二麟酸，徑基乙叉二麟酸與± 壤鉛的摩爾濃度比為1 :2。
[0015] 所種植的翠菊是指在±壤上直接播種翠菊種子或?qū)⒂酌缙诘拇渚找浦驳姐U污染 上壌中。
[0016] 所述在鉛污染±壤中種植翠菊，采取復(fù)種的方式，即在第一巷翠菊生長至生物量 最大時，將植物地上部器官從污染±壤上移走，再重復(fù)上述過程，直至最終修復(fù)鉛污染± 壤。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 實(shí)驗(yàn)±壤中化投加濃度為1000 mgkg1，為國家±壤環(huán)境質(zhì)量S級標(biāo)準(zhǔn)的2倍，投 加的重金屬形態(tài)為化(N03) 2,為分析純試劑，W固態(tài)加入到±壤中，充分混勻，平衡一個月后 待用。
[0019] 盆栽花弁為翠菊，待幼苗長出5-6片葉子后移栽到上述處理±中。每盆3棵，3 次重復(fù)。根據(jù)上壤缺水情況誘水，使上壤含水量保持在田間持水量的70%左右。
[0020] 待植物成熟后，收獲前1周向±壤中施加徑基乙叉二麟酸，與±壤化摩爾濃度比 分別為的1:4化1)、1:2化2)、1:1 (H3)、2:1 (H4)，設(shè)置未添加馨合劑對照（冊）。
[0021] 將收獲的植物樣分成根和地上部，用自來水充分沖洗W去除粘附于植物樣品上 的泥±和污物，然后再用去離子水沖洗，漸去水分，于105°C下殺青30min，然后在70°C下 烘至恒重，用電子分析天平稱出每種植物各部分的干重，稱重后的植物樣品粉碎備用。采 用HN03-HC104法消化（二者體積比為87% : 13% )，用原子吸收分光光度計（AAS，化tachi 180-80)測定植物樣品中的重金屬含量。
[0022] 修復(fù)效率是指單位時間內(nèi)植物從污染±壤中提取、去除的污染元素占植物根系范 圍內(nèi)±壤中該元素總量的百分比，即： 陽023] 修復(fù)效率=植物地上部吸收元素總量/根系范圍內(nèi)±壤中元素總量X100%
[0024] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下；
[00巧]從表1中可W看出，由于徑基乙叉二麟酸是在翠菊成熟后加入±壤中，地上部生 物量受±壤徑基乙叉二麟酸的影響較小。隨著投加濃度的升高，其地上部生物量有所下降， 但各處理與對照均無顯著差異（p〉〇. 05)，因此本發(fā)明中徑基乙叉二麟酸的投加方式合理， 對植物的生長影響較小。
[00%] 在不同徑基乙叉二麟酸濃度處理下，翠菊吸收化的量隨著±壤中投加徑基乙叉 二麟酸濃度的升高而增加。在±壤中徑基乙叉二麟酸與鉛的摩爾濃度比為1 :2的情況下， 翠菊地上部化含量達(dá)到最大值1772. 33mgkg1，修復(fù)效率最高化67%)，為對照的8.3倍。 徑基乙叉二麟酸濃度繼續(xù)升高，翠菊吸收鉛的量開始下降，修復(fù)效率降低。
[0027] 因此，±壤中鉛濃度為1000 mgkg1，徑基乙叉二麟酸與±壤中鉛的最佳摩爾濃度 比為1 :2,翠菊的修復(fù)效率達(dá)到最高。 陽0測 實(shí)施例2
[0029] 實(shí)驗(yàn)±壤中化投加濃度為3000mgkg1，為國家±壤環(huán)境質(zhì)量S級標(biāo)準(zhǔn)的6倍，投 加的重金屬形態(tài)為化(N03) 2,為分析純試劑，W固態(tài)加入到±壤中，充分混勻，平衡一個月后 待用。
[0030] 盆栽花弁為翠菊，待幼苗長出5- 6片葉子后移栽到上述處理±中。每盆3棵，3 次重復(fù)。根據(jù)上壤缺水情況誘水，使上壤含水量保持在田間持水量的70%左右。
[0031] 待植物成熟后，收獲前1周向±壤中施加徑基乙叉二麟酸，與±壤化摩爾濃度比 分別為的1:4化1)、1:2化2)、1:1 (H3)、2:1 (H4)，設(shè)置未添加馨合劑對照（冊）。
[0032] 將收獲的植物樣分成根和地上部，用自來水充分沖洗W去除粘附于植物樣品上 的泥±和污物，然后再用去離子水沖洗，漸去水分，于105°C下殺青30min，然后在70°C下 烘至恒重，用電子分析天平稱出每種植物各部分的干重，稱重后的植物樣品粉碎備用。采 用HN03-HC104法消化（二者體積比為87% : 13% )，用原子吸收分光光度計（AAS，化tachi 180-80)測定植物樣品中的重金屬含量。
[0033]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下；
[0034] 從表2中可W看出，當(dāng)±壤中鉛濃度為3000mgkg1，地上部生物量受±壤徑基乙 叉二麟酸濃度的影響較小。由于徑基乙叉二麟酸是在翠菊成熟后加入±壤中，隨著投加濃 度的升高，其地上部生物量有所下降，但各處理與對照均無顯著差異（P〉〇.05)。
[0035] 在不同徑基乙叉二麟酸濃度處理下，翠菊吸收Pb的量隨著±壤中投加徑基乙叉 二麟酸濃度的升高而增加。在±壤中徑基乙叉二麟酸與鉛的摩爾濃度比為1 :2的情況下， 翠菊地上部化含量達(dá)到最大值5366. 54mgkg1，修復(fù)效率最高化57%)，為對照的8.7倍。 徑基乙叉二麟酸濃度繼續(xù)升高，翠菊吸收鉛的量開始下降，修復(fù)效率降低。
[0036] 因此，±壤中鉛濃度為3000mgkg1，徑基乙叉二麟酸與±壤中鉛的最佳摩爾濃度 比為1 :2,翠菊的修復(fù)效率達(dá)到最高。
[0037] 表1徑基乙叉二麟酸強(qiáng)化翠菊富集鉛的作用（Pb濃度為1000 mgkg1)
[0038]
[0039] 表2徑基乙叉二麟酸強(qiáng)化翠菊富集鉛的作用任b濃度為3000mgkgI)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 翠菊和有機(jī)膦酸在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于：在含污染物鉛的土壤上 種植翠菊，當(dāng)植物長到成熟期時，向土壤中施加羥基乙叉二膦酸，活化土壤中的鉛，通過翠 菊根系大量吸收污染土壤中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器官，當(dāng)植物長到地上部生物量最 大時，將植物地上部器官從污染土壤上移走，從而實(shí)現(xiàn)除去土壤中污染物鉛的目的。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翠菊和有機(jī)膦酸在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于所 述當(dāng)植物長到成熟期時，向土壤中施加羥基乙叉二膦酸，羥基乙叉二膦酸與土壤鉛的摩爾 濃度比為1 :2。3. 翠菊和有機(jī)膦酸在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于所種植的翠菊是指在土壤 上直接播種翠菊種子或?qū)⒂酌缙诘拇渚找浦驳姐U污染土壤中。4. 翠菊和有機(jī)膦酸在修復(fù)鉛污染土壤中的應(yīng)用，其特征在于所述在鉛污染土壤中種植 翠菊，采取復(fù)種的方式，即在第一茬翠菊生長至生物量最大時，將植物地上部器官從污染土 壤上移走，再重復(fù)上述過程，直至最終修復(fù)鉛污染土壤。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉛污染土壤的植物修復(fù)強(qiáng)化技術(shù)，具體地說是一種利用羥基乙叉二膦酸強(qiáng)化富集植物翠菊在修復(fù)重金屬鉛污染土壤中的應(yīng)用，在含污染物鉛的土壤上種植翠菊，當(dāng)植物長到成熟期時，向土壤中施加羥基乙叉二膦酸，活化土壤中的鉛，通過翠菊根系大量吸收污染土壤中的鉛，并將其轉(zhuǎn)移至地上部器官，將植物地上部器官從污染土壤上移走，從而實(shí)現(xiàn)除去土壤中污染物鉛的目的。本發(fā)明利用羥基乙叉二膦酸強(qiáng)化富集植物翠菊治理鉛污染土壤，具有可操作性強(qiáng)且防止污染土壤風(fēng)蝕、水蝕等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號】CN105363768
【申請?zhí)枴緾N201510906971
【發(fā)明人】崔爽, 趙杉林, 李萍
【申請人】遼寧石油化工大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月9日