本發(fā)明屬于資源環(huán)境技術領域，具體涉及一種土壤重金屬修復植物的篩選方法，特別涉及一種土壤重金屬鉻修復植物的篩選方法。

背景技術：
鉻(Cr)是自然界中普遍存在的重金屬元素，一般以三價(Ⅲ)和六價(Ⅵ)兩種價態(tài)存在。鉻(Ⅵ)具有氧化性，會嚴重腐蝕并破壞有機體，是國際公認的三種致癌金屬物質之一。在現代化工業(yè)的各個領域，重金屬鉻及其化合物應用十分廣泛，是鋼鐵、冶煉、電鍍、制革、印染、造紙、紡織、制藥等行業(yè)必不可少的重要原料。然而，由于工業(yè)“三廢”排放的管理體制不完善，大量含重金屬鉻的廢水、廢氣、廢渣在未經解毒處理的情況下直接排放到周圍環(huán)境中，導致嚴重的水體、土壤和大氣重金屬鉻污染，其中土壤重金屬鉻污染最為嚴重。根據國家環(huán)保部和國土資源部2014年4月17日公布的《全國土壤污染狀況調查公報》，全國土壤總超標率為16.1％，其中土壤重金屬鉻污染超標率高達1.5％。土壤重金屬鉻污染造成土地退化、土壤質量降低，還會通過接觸、食物鏈等途徑危害周邊植物、動物與人類的健康。因此，修復土壤重金屬鉻污染十分必要。重金屬鉻屬于微量元素、不易檢測，且毒性很強，因此，土壤重金屬鉻修復在理論和技術方面存在較大難度。傳統(tǒng)的土壤重金屬鉻修復技術可分為物理化學修復技術和微生物修復技術。物理化學修復技術主要包括客土法、電化學法、淋洗法、還原法等；微生物修復技術是利用原土壤中存在的土著微生物，或者人為加入經過馴化的微生物菌種到重金屬鉻污染的土壤中，利用微生物吸附重金屬鉻并將其轉化為自身需要的營養(yǎng)物質或者低毒、無毒物質。這些修復技術存在耗費大量人力物力、破化土壤原有結構、易造成二次污染、修復周期長、去除不徹底等不足，對土壤重金屬鉻的修復效果不理想。土壤重金屬植物修復技術(Phytoremediation)作為20世紀80年代提出的新興土壤重金屬修復手段，是以植物吸收積累、代謝、轉化某種重金屬元素的理論為基礎，通過優(yōu)選種植植物，利用植物及其共存土壤環(huán)境體系去除、轉移、降解或固定土壤中的有害重金屬元素，從而恢復土壤系統(tǒng)正常功能的環(huán)境污染治理技術，具有經濟成本低、綠色環(huán)保、修復徹底、有效保護土壤結構及其生物、實際應用價值高等優(yōu)點。土壤重金屬鉻植物修復技術的難點在于確定對重金屬鉻具有超積累能力的植種。目前，常用的土壤重金屬鉻修復植物篩選辦法包括野外調查法、特殊植物法和土壤種子庫法，這些土壤重金屬鉻修復植物篩選辦法可控性差、篩選過程繁雜、實驗周期長，且經濟成本較高。

技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種土壤重金屬鉻修復植物的篩選方法，該方法具有可控性和對比性強、篩選周期短、全面可靠、實際應用價值高等優(yōu)勢。為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種土壤重金屬鉻修復植物的篩選方法，包括以下步驟：(1)修復植物初步篩選與確定：分析已有土壤重金屬鉻修復植物的研究成果，初步篩選并確定易存活、生長周期短、生物量較大、與已有修復植物同科屬的植物作為土壤重金屬鉻的修復植物；(2)修復植物野外種植和野外盆栽：根據步驟(1)中初步篩選的修復植物種類，選取一塊野外實驗場地作為土壤重金屬鉻修復植物篩選的野外對照場地，將步驟(1)中初步篩選出的土壤重金屬鉻修復植物種植在所述的野外對照場地上；將上端開口的器皿放置在所述的土壤重金屬鉻修復植物篩選的野外對照場地；將裝有鉻化合物的包裹袋放置在器皿底部中心，再挖取野外對照場地的土壤添加到器皿中，然后在器皿中種植步驟(1)中初步篩選出的土壤重金屬鉻修復植物；(3)野外實驗設置與便攜式儀器快速檢測土壤重金屬含量：土壤重金屬鉻修復植物的篩選為均衡實驗、對稱實驗和單株實驗中的一種；所述均衡實驗是將器皿均勻劃分為四個部分，分別種植步驟(1)中初步篩選的四種土壤重金屬鉻修復植物，待植物生長成熟后，采用便攜式重金屬含量測定儀器分別檢測野外器皿四個部分和野外對照場地樣點處表層土壤的重金屬含量，并再對比分析野外器皿四個部分底部重金屬向表層土壤遷移的速率與程度，初步判定修復植物的富集效果；所述對稱實驗是將器皿均勻劃分為兩個部分，分別種植步驟(1)中初步篩選的兩種土壤重金屬鉻修復植物，待植物生長成熟后，采用便攜式重金屬含量測定儀器分別檢測野外器皿兩個部分和野外對照場地樣點處表層土壤的重金屬含量，并再對比分析野外器皿兩個部分底部重金屬向表層土壤遷移的速率與程度，初步判定修復植物的富集效果；所述單株實驗是在器皿內種植步驟(1)中初步篩選的一種土壤重金屬鉻修復植物，待植物生長成熟后，采用便攜式重金屬含量測定儀器分別檢測野外器皿和野外對照場地樣點處表層土壤的重金屬含量，并再分析野外器皿重金屬向表層土壤遷移的速率與程度，初步判定修復植物的富集效果；(4)樣品采集、制備與實驗室傳統(tǒng)化學方法檢測：當所述均衡實驗、對稱實驗或單株實驗種植的修復植物生長成熟后，分別采集野外器皿和野外對照場地樣點處的修復植物樣品和表層土壤樣品；所述修復植物樣品依次經過清洗、風干、粉碎、消煮、定容處理后制成植物樣品液體；所述表層土壤樣品依次經過風干、研磨、消煮、定容處理后制成土壤樣品液體；采用電感耦合等離子體質譜儀器檢測植物樣品液體和土壤樣品液體中的重金屬含量；(5)修復植物篩選確定：根據實驗室傳統(tǒng)化學方法檢測修復植物樣品和表層土壤樣品的重金屬含量，對比驗證均衡實驗、對稱實驗或單株實驗便攜式重金屬含量測定儀器快速檢測的結果，最終篩選確定土壤重金屬鉻的修復植物。優(yōu)選的，將步驟(1)中初步篩選出的土壤重金屬鉻修復植物通過行種法或套種法種植在土壤重金屬鉻修復植物篩選的野外對照場地上。優(yōu)選的，所述便攜式重金屬含量測定儀器為手持X射線熒光分析儀。優(yōu)選的，所述野外實驗場地的大小為5m×5m、10m×10m、20m×20m中的一種。進一步的，所述包裹袋內的鉻化合物含量根據土壤實際理化性質、不同地區(qū)的土壤重金屬含量標準確定。與現有技術相比，本發(fā)明結合野外盆栽實驗和野外對照實驗，保證實驗組和對照組植物的生長環(huán)境相近，篩選方法的可控性和對比性強；野外盆栽相對封閉、可搬運，實驗靈活度高，且防止了人為添加的重金屬鉻化合物對自然環(huán)境造成污染；設置均衡實驗、對稱實驗或單株實驗，并利用便攜式重金屬含量測定儀器快速檢測表層土壤的重金屬含量，確保了篩選實驗的全面性和針對性，大大縮短了篩選周期；通過實驗室傳統(tǒng)化學方法檢測修復植物樣品和土壤樣品中的重金屬含量，對比驗證便攜式重金屬含量測定儀器快速檢測的結果，增強了篩選結果的可靠性。該篩選方法具有可控性和對比性強、篩選周期短、全面可靠、實際應用價值高等優(yōu)勢，通過該篩選方法可以高效地、快速地篩選出土壤重金屬鉻的修復植物，從而有效治理土壤重金屬鉻污染場地。附圖說明圖1是本發(fā)明的修復植物篩選流程圖；圖2是本發(fā)明的實驗裝置示意圖；圖3是本發(fā)明不同實驗器皿內植物種植的平面分布圖；圖中：1、器皿，2、裝有重金屬鉻化合物的包裹袋，3、修復植物。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步描述。如圖1至圖3所示，一種土壤重金屬鉻修復植物的篩選方法，包括以下步驟：(1)修復植物初步篩選與確定分析已有土壤重金屬鉻修復植物的研究成果，初步篩選并確定易存活、生長周期短、生物量較大、與已有修復植物同科屬的百喜草和狗牙根作為土壤重金屬鉻的修復植物。(2)修復植物野外種植與野外盆栽選取面積大小為5m×5m的野外實驗場地作為土壤重金屬鉻修復植物篩選的野外對照場地，采用行種法種植百喜草和狗牙根，每種修復植物種植一行，每行等間距選取6個樣點，其中1個作為補充樣點；將6個內徑28cm、容積7L的圓柱體器皿等間距放置在野外對照場地內，依次編號1-6，在圓柱體器皿底部中心添加19.01g的CrCl3·6H2O(重金屬含量采用中國土壤環(huán)境質量二級標準，pH值為6.5-7.5)，再挖取野外對照場地的土壤添加到裝有鉻化合物的圓柱體器皿中，在1-6號圓柱體器皿中種植百喜草和狗牙根(6號作為補充實驗)。(3)野外實驗設置與便攜式儀器快速檢測土壤重金屬含量本實施例中對百喜草和狗牙根進行對稱實驗，將圓柱體器皿均勻劃分為兩個部分，分別種植百喜草和狗牙根；待植物生長成熟后，利用手持X射線熒光分析儀(生產廠家：Oxford，型號：X-MET7500)分別檢測野外圓柱體器皿和野外對照場地樣點處表層土壤的重金屬含量，如表1所示。由表1數據可以看出，土壤重金屬鉻修復植物野外對照場地表層土壤中鉻含量明顯低于野外圓柱體器皿表層土壤中的含量，說明圓柱體器皿底部添加的重金屬鉻存在明顯向表層土壤遷移的現象，修復植物對土壤重金屬的富集作用促進器皿底部重金屬向表層土壤遷移，因此，初步判定圓柱體器皿中百喜草和狗牙根對鉻的富集效果均較好。表1野外實驗場地和野外器皿表層土壤中重金屬鉻含量(mg/kg)(4)樣品采集、制備與實驗室傳統(tǒng)化學方法檢測百喜草和狗牙根生長成熟后，采集野外圓柱體器皿和野外對照場地樣點處的修復植物樣品和表層土壤樣品；修復植物樣品依次經過清洗、風干、粉碎、消煮、定容處理后制成植物樣品液體；表層土壤樣品依次經過風干、研磨、消煮、定容處理后制成土壤樣品液體。采用電感耦合等離子體質譜儀器檢測植物樣品液體和土壤樣品液體中的重金屬含量，如表2和表3所示。由表2和表3的數據可以看出，土壤重金屬鉻修復植物野外對照場地的百喜草和狗牙根中鉻含量明顯低于野外圓柱體器皿對應修復植物中的含量，土壤重金屬鉻修復植物野外對照場地的表層土壤中鉻含量均低于野外圓柱體器皿中對應表層土壤的含量，說明百喜草和狗牙根對器皿底部添加的重金屬鉻存在明顯的累積、富集作用，這與手持X射線熒光分析儀的快速測定結果基本吻合。表2野外實驗場地和野外器皿修復植物樣品中重金屬鉻含量(mg/kg)表2野外實驗場地和野外器皿表層土壤樣品中重金屬鉻含量(mg/kg)(5)土壤重金屬鉻修復植物篩選確定對比分析手持X射線熒光分析儀的快速測定結果和實驗室傳統(tǒng)化學的檢測結果，在對稱實驗中百喜草和狗牙根對重金屬鉻的累積、修復效果較好，最終篩選出百喜草和狗牙根作為土壤重金屬鉻的修復植物。