[发明专利]一种铬污染水体的生物修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铬污染水体的修复方法，具体说是利用特殊的铬富集植物材料——李氏禾(Leersia hexandra Swartz)修复铬污染水体的方法。

背景技术

铬是人和动物新陈代谢过程中必需的微量元素，但是超量的铬对人和动物具有明显的致癌、致畸作用(Shrivastava et al.，《Microbiology》，2002年第34卷1-7页)。饮用被含铬工业废水污染的水，可致腹泻、皮炎、胃部不适、肝脏损伤等中毒症状(Gardea-Torresdey et al.，《Archives of EnviromentalContamination and Toxicology》，2005年第48卷225-232页)。同时，铬也是水体中一种普遍的污染物。水体中铬污染主要是三价铬和六价铬，来源于含铬矿石冶炼、电镀、制革及化工等多种行业。目前，世界上很多国家均将铬列为重点防治对象(Zayed and Terry，《Plant and Soil》，2003年第249卷139-156页)。我国冶金和化学工业中每年大约排出20-30万吨含铬废渣(张瑞华和孙红文，《农业环境科学学报》2004年第23卷第6期1192-1195页)。铬渣中的有害成分主要是可溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙等六价铬离子。由于这些六价铬以及它的流失扩散而构成对生态环境的污染危害。其次是铬渣的强碱性危害。当铬渣在露天堆存时，经长期雨水冲淋后大量的六价铬离子随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康，且不容易降解。因此，铬污染水体的修复是亟待解决的环境问题。

现有的铬污染水体的治理方法主要有稀释法、换水法、混凝沉淀法离子、还原法、交换法和电修复法。这些方法具有很大的局限性，特别是在治理费用和二次污染等方面存在较多不足。植物修复技术(phytoremediation)是一种利用植物富集作用治理污染的一种新方法，由于其廉价、高效且环境友好等优点，日益受到人们的重视。李氏禾是发明者在中国境内首次发现的铬超富集植物(张学洪等，《生态学报》，2006年第26卷第3期264-267页)。与普通植物相比较，李氏禾对铬污染有极强的耐受和富集能力，在水培条件下其叶片中的铬含量可高达5608mg/kg(Zhang et al.，《Chemosphere》，2007年第27卷1138-1143页)。并且该植物在湿生和中生环境中都能生长，其繁殖能力很强，生长非常迅速，一年可多次收割。因此，其在铬污染水体的植物修复方面表现出极大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种廉价、高效的利用特殊的铬富集植物材料——李氏禾(Leersia hexandra Swartz)建立一个表面流人工湿地装置修复铬污染水体的方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是将铬富集植物李氏禾种植在装置的填料上，利用填料的截留和植物的吸收去除水体中的铬。并通过定期留茬收割植物，保持装置的铬修复效率。

李氏禾是一种铬超富集植物(hyperaccumulator)，多年生湿生草本，多生于沼泽地，溪旁和稻田的田基上，在pH5-8的土壤和我国的大部分地区都可正常生长，适应性广，生物量大，生长迅速，根系较发达。在水培条件下，当营养液中铬浓度为60mg/L时，仍能正常生长，根、茎、叶中铬含量分别可达到13054，2976，5005mg/kg。由此可见，李氏禾对铬有极强的耐受和富集能力，适合于铬污染的水体修复。

本发明是这样实现的：建立一个表面流人工湿地装置，主要由进水区，填料区和出水区组成。进水区设进水口，填料区中填满填料，填料上种植李氏禾；出水区设出水口。为保证进、出水均匀，进、出水均采用三角堰溢流方式。

具体步骤如下：

A.将地上部分高度10-15cm的李氏禾种植在处理装置的填料上，间距5-10cm；填料为沸石和红壤按1∶1混合(体积比)而成。

B.含铬废水从装置进水区流入，经过填料区流出；

C.当李氏禾长至25-30cm，留茬5cm左右进行收割，将收割的李氏禾水上部分收集起来，进行填埋或焚烧处理；

D.留茬的李氏禾可继续生长，待长至25-30cm后，再进行步骤C的操作，循环至一个生长周期。

在李氏禾在填料上生长时，根据营养状况，施用氮磷钾养分，以促进其生长。