[发明专利]一种受重金属污染土壤的修复方法

说明书

技术领域

属土壤污染治理技术领域，涉及一种重金属污染土壤的植物修复技术。

背景技术

目前我国由各种重金属引起的土壤污染问题已相当严重。全国受重金属污染的土地达2000万公顷，其中严重污染的土地超过70万公顷，因镉含量超标而弃耕的土地达13万公顷(陈怀满，2002)。土壤污染不仅造成直接的经济损失，降低农产品品质，影响土壤的质量和使用价值，而且还对人体健康和生态环境造成危害。

重金属污染土壤的传统修复方法通常采用物理、化学方法，如填埋、淋洗、固化及稳定化等，其原理主要是通过减少土壤表层污染物的浓度，或增强土壤中污染物的稳定性使其水溶性、扩散性和生物有效性降低，从而减轻其危害。传统的重金属污染土壤的治理方法存在成本高、破坏土壤结构及肥力、易造成二次污染、对土壤环境扰动大等诸多缺点。

重金属污染土壤的植物修复技术是利用植物及其共存微生物去除、稳定或降解土壤污染物，其作用机理包括根际降解、植物提取、植物转化、植物稳定和植物挥发等各种过程(Singh et al.，2003)。该技术能从土壤中同时去除各种污染物如重金属和放射性物质、石油烃类、氯代溶剂、杀虫剂和爆炸物等，已成功用于修复各种污染场地(Clemente et al.，2006；Pilon-Smits et al.，2006)。该技术已被当今世界广泛接受，并且显示了巨大的应用潜力。

与传统的污染土壤修复技术相比，植物修复技术的最大优点在于其成本较低。该技术不破坏场地结构，设计简单实施方便，而且适用于面积较大的浅层污染场地(Macek et al.，2000)，并可与其它修复技术结合使用(Joner et al.，2006)。同时植物修复可以使生态系统得到恢复，因而被认为是“绿色”的污染土壤修复技术。然而，植物修复效率低，难以满足快速修复的需要。某些生物量低和生长慢的植物完成修复往往需要几年甚至几十年(Meagher，2000)。植物修复依赖于植物的生长速度和生物量、根系生长深度、忍耐和积累土壤污染物的能力。同时，污染物在土壤中主要以“结合态”存在，污染物与植物根系和根际微生物之间质量传递较慢(Singh et al.，2003；Juhasz et al.，2000)。

为了提高植物修复的效率，一些强化方法被应用到其中，主要包括：施加改良剂(如石灰和堆肥)使土壤更适合植物生长；使用增强剂(如络合剂和表面活性剂)提高土壤污染物的溶解性；利用转基因植物代替野生超积累植物(Pilon-Smits，2005；Czako et al.，2005)。然而这些方法不仅加大了环境风险，也使修复成本大大增加(姜理英等，2003)，限制其大规模应用。

施加直流电场也是强化方法中的一种，它能够促进植物对土壤污染物的吸收，也可以增强污染物对土壤中微生物的生物有效性(罗启仕等，2004b；Wick etal.，2007)，同时不引入新的污染物质。但是在土壤中施加固定极性的直流电场后，导致土壤pH值剧烈变化，如果不对电极反应加以控制，阳极附近的土壤pH值可下降为2，而阴极区土壤pH值可升高为12(Acar et al.，1993)，改变了土壤性质，影响植物的生长。另外，高强度的直流电场会影响植物细胞和组织的生长，抑制根际微生物的活性，甚至杀死微生物细胞，对植物修复过程产生不利影响。

发明内容

本发明要提供用简便装置实现一种受重金属污染土壤的修复方法。

本发明采取的技术方案是：

一种受重金属污染土壤的修复方法，其方案是：有一对插入土壤的电极，，其插入深度与植物根长可比拟；对处在电极之间的植物根部施加短间隔时间改变电极性的直流弱电场激励；所述深度与植物根长可比拟取0.5米；所述短间隔时间是3～5小时；所述直流弱电场是0.1～1mA/em²；并按以下步骤实施：

1)栽培修复植物：(a)选取含顶芽5cm长的带叶东南景天植物枝条，利用基质在20℃，湿度70％，光照40％的植物培养箱中进行扦插培养，每5天施加营养液15～20ml；培育10天后，将已长出根的幼苗直接插入清洁土壤中培育；

(b)培育15天，长到10～20cm高后，待用；

2)测定污染土壤中重金属浓度，确定土壤重金属污染区域；

3)划出需要修复的土壤区域，构筑修复带与隔离带：修复带与隔离带为同形状、同面积，平行相间排列；清除带内杂物；本修复带与隔离带划定为长10米、宽1.5米的长方形修复区；