一種預測植物修復有機污染土壤的效率的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤有機污染修復領域，特別涉及一種預測植物修復有機污染土壤的效率的方法。
【背景技術】
[0002]經(jīng)濟快速發(fā)展造成了日益嚴重的環(huán)境污染問題，農產品中污染物含量超標暴露出土壤污染的嚴重性和修復的急迫性。
[0003]相對于物理和化學方法，植物修復技術具有明顯的經(jīng)濟和環(huán)境友好的優(yōu)勢，廣泛應用于土壤有機污染的修復治理。而修復工程前的植物修復效果預評估，是高效實施植物修復有機污染土壤的基礎。
[0004]影響植物修復有機污染土壤的因素主要包括植物類型、植物毒性、污染物特性和土壤環(huán)境等，預測植物修復效果需要綜合上述因素。
[0005]目前，Ch1u等人提出的限制-分配(Partit1n-limited)植物吸收模型是較為簡便的一種預測模型，該模型提出植物吸收有機污染物的驅動力源自有機污染物在植物有機組分間(其中類脂占據(jù)了絕對主導作用)的分配過程，其公式為:(lq= CWX (flipXKlip+fchXKch+fpw) ^ Cwx (fHpXKow+fchXKch+fpw) = CwXflipXKow
[0006]Qeq—植物地上部分對有機污染物的吸收潛能，單位為mg/kg ;
[0007]Cw—土壤溶液中有機污染物的濃度，單位為mg/L ；
[0008]flip—類脂占植物地上部分干重的質量分數(shù)；
[0009]Κ1ιρ—有機污染物在植物類脂中的分配系數(shù)，單位為L/kg ;
[0010]—有機污染物在碳水化合物中的分配系數(shù)，單位為L/kg ;
[0011 ] fpw—植物地上部分的含水率；
[0012]KOT—有機污染物的辛醇-水分配系數(shù)，單位為L/kg。
[0013]植物對有機污染物的吸收潛能取決于植物類脂含量和有機污染物的辛醇-水分配系數(shù)KOT。這一模型對修復植物的選取和預測植物修復效率有重要的參考價值，但該模型忽略了植物毒性對修復的影響這一重要因素，導致預測結果存在一定的誤差。因此，急需建立一種更加準確可靠、便捷高效、適用范圍廣的預測方法，以促進土壤有機污染修復工作的高效性、經(jīng)濟性、環(huán)境友好性。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的預測植物修復有機污染土壤的模型，忽略了植物毒性對修復的影響這一重要因素，導致預測結果存在一定的誤差的缺陷，提供一種準確可靠、便捷高效、適用范圍廣的預測方法。
[0015]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案:
[0016]—種預測植物修復有機污染土壤的效率的方法，包括以下步驟:
[0017]1)、判定優(yōu)勢修復植物；
[0018]2)、對優(yōu)勢修復植物進行污染物吸收動力學測試；
[0019]3)、根據(jù)污染物植物吸收平衡時的莖葉中污染物濃度與根中的污染物濃度的比值(TF值)來預測所選植物修復有機污染土壤的效率。
[0020]進一步的，通過Ch1u等人提出的限制-分配植物吸收模型判定出植物的修復潛力，找出優(yōu)勢修復植物；所述的限制-分配植物吸收模型的公式為:Qeq= CwX (flipXKlip+fchXKch+fpw) ^ CWX (fHpXKow+fchXKch+fpw) = CwXflipXKow
[0021 ] Qeq—植物地上部分對有機污染物的吸收潛能，單位為mg/kg ;
[0022]Cw—土壤溶液中有機污染物的濃度，單位為mg/L ;
[0023]flip—類脂占植物地上部分干重的質量分數(shù)；
[0024]Κ1ιρ—有機污染物在植物類脂中的分配系數(shù)，單位為L/kg ;
[0025]—有機污染物在碳水化合物中的分配系數(shù)，單位為L/kg ;
[0026]fpw—植物地上部分的含水率；
[0027]KOT—有機污染物的辛醇-水分配系數(shù)，單位為L/kg。
[0028]植物吸收有機污染物的能力，主要取決于植物類脂含量、污染物性質、有機污染水平，即土壤溶液中的有機污染物濃度Cw。因而通過測定植物類脂含量可以初步判定所選植物是否為優(yōu)勢修復植物種類。所以，判定優(yōu)勢修復植物的標準為:該植物中的類脂含量flip應高于干重的1%，而且該植物為可多季種植的草本植物。優(yōu)選生長快速、生物量大的草本植物。
[0029]進一步的，選擇黑麥草為優(yōu)勢修復植物，對黑麥草進行污染物吸收動力學測試的方法為:
[0030]1)、將黑麥草種子在35?40°C的溫水中浸泡半小時，然后將浸透的種子轉移到托盤，用濕毛巾覆蓋托盤表面，保持毛巾濕潤，將托盤置于室溫中2?4天，一般培養(yǎng)3天左右；
[0031]2)、當種子幼芽的芽長為0.5cm時，將幼芽轉移到底層覆蓋有石英砂的托盤中，加入50%強度的Hoagland營養(yǎng)液，在室溫下繼續(xù)培養(yǎng)10天，取13?15cm長度的黑麥草用于進一步實驗；
[0032]3)、將步驟2)中的黑麥草培養(yǎng)于55X40X7cm3的不銹鋼盆中，光照條件為16小時/天，不銹鋼盆上蓋有不銹鋼的蓋子，所述不銹鋼蓋子上設置有若干直徑為1cm的圓孔，黑麥草的莖葉穿過圓孔，使用海綿填充莖葉與圓孔的空隙；黑麥草的根部浸沒在恒定濃度的pH為6的50%強度的Hoagland有機污染物溶液中；
[0033]4)、吸收實驗
[0034]將不銹鋼盆放置在25°C、光照條件為16小時/天的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)；用兩臺蠕動栗來保持吸收實驗溶液中的污染物濃度和pH穩(wěn)定，一臺蠕動栗將儲備灌中新鮮的pH為6的50%強度的Hoagland有機污染物溶液以一定速度抽入不銹鋼盆中一側，另一臺婦動栗在不銹鋼盆的另一側以相同的速度抽出；初始8小時，蠕動栗的速度為5mL/min，之后保持在 2mL/min。
[0035]5)、在不同的時間點從吸收裝置中隨機取出3組植物樣，測定其體內污染物濃度，植物中污染物測定參照國標法。
[0036]通過對比吸收平衡時莖葉中污染物濃度與根中污染物濃度的比值(TF)來預測該植物的修復效率。
[0037]優(yōu)選的，對黑麥草進行污染物吸收動力學測試的方法步驟3)中的有機污染物溶液中的有機污染物為疏水性較強的非離子型有機物，一般要求為log Kow^ 2.8的非離子型有機物。優(yōu)選的有機污染物為濃度為0.88 μ g/L的六氯苯或者濃度為3.3mg/L的四氯乙烯或者濃度為1.3mg/L的三氯乙烯或者濃度為0.504mg/L的林丹。
[0038]本發(fā)明的預測植物修復有機污染土壤效率的方法，消除了污染物特性、植物毒性和植物種類等各方面對預測植物修復效率的影響因素，因而得出的預測結果準確性極佳，具有較強的實際應用性；同時本預測方法操作簡單、適用范圍廣，促進土壤有機污染修復工作的高效性、經(jīng)濟性、環(huán)境友好性。
【附圖說明】
[0039]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0040]圖1是本發(fā)明的實施例中吸收實驗的示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明的實施例中黑麥草吸收六氯苯、四氯乙烯、三氯乙烯和林丹的吸收動力學。
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043]實施例
[0044]一種預測植物修復有機污染土壤的效率的方法，包括以下步驟:
[0045]—、根據(jù)限制-分配植物吸收模型選定黑麥草為優(yōu)