[发明专利]氨三乙酸增强豨莶修复镉污染土壤能力的应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境中重金属污染的修复技术领域，具体为氨三乙酸在豨莶修复土壤重金属镉污染中的应用。

背景技术

随着冶炼、电镀、皮革、肥料、养殖等工农业生产的发展，土壤镉污染日趋严重。环境中镉重金属污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性等特点，其污染物在介质中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，还可经食物链传递等途径最终将影响环境质量，危害人体健康。因此，研究新的镉污染土壤修复技术具有重要的现实意义。

利用对重金属具有修复潜力的植物（包括富集植物或超富集植物)进行重金属污染土壤的修复是当今环境科学的研究热点之一,但是从超累积植物种类的局限性看，镉富集植物部分生长缓慢、植株矮小或地上部生物量小在实际应用中受到限制；部分植物因受土壤类型、污染类型、气候等环境条件的影响无法生长，加之一些金属在土壤中的生物活性低，因而植物修复的时间较长。

为了缩短修复时间，可以通过向土壤中加入螯合剂来络合重金属镉，增加土壤溶液中的重金属镉浓度供植物吸收并转运到地上部器官，达到提高植物修复效率的目的。

螯合剂氨三乙酸，又叫氮川三乙酸、氨基三乙酸、次氮基三乙酸、次氨基三乙酸、特里隆A，英文名称Nitrilotriacetic acid，简称NTA。分子式为N(CH₂COOH)₃，分子量为 191.14，氨三乙酸具有两性，酸性和碱性，但是明显偏酸性，是一种三元中强酸（3NaOH+H₃NTa=Na₃[NTa]+3H₂O）也可以碱性：（HCl+H₃NTa=[H₄NTa]Cl），若用作金属络合剂，多用其钠盐。氨基三乙酸根是良好的螯合剂。

发明人在从事重金属污染修复的研究工作中，已经发现豨莶为重金属富集植物（中国专利申请200910309125），但是其修复潜力还没有完全的发挥，为了使豨莶植物在重金属富集上发挥更大的作用，因此申请人进行了更进一步的研究。

发明内容

为了缩短修复时间，发挥该植物的修复潜力，增加豨莶对重金属的吸收和富集，提高豨莶的修复效率，提供一种采用螯合剂运用于植物来达到修复重金属土壤的方法，具体为氨三乙酸在豨莶修复土壤重金属镉污染中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

氨三乙酸在豨莶修复土壤重金属镉污染中的应用，将豨莶直接移栽于镉污染的土壤中，在豨莶移栽80~90天后，将1~2mmol/kg的氨三乙酸加入到重金属镉污染的土壤中，提高其修复镉污染土壤的效率，在豨莶栽种105天后，对其收割地上部分。

所述的氨三乙酸作为螯合剂使用，施用方式为喷施，将喷雾器的喷头伸入栽种植物根部，并喷施在植物生长的土壤表面。

将豨莶直接移栽于镉污染的土壤中，其具体步骤包括：

①幼苗准备：每年四月中旬将用育好的菊科属植物豨莶幼苗，高6-8cm，直接移栽于重金属镉污染的土壤当中，株距23cm，行距35cm，为了提高修复镉污染土壤的修复效率，移栽前每亩土壤可按如下用量作为底肥：纯氮8~9kg，磷(P₂O₅)6.5~ 7kg，钾(K₂O)5~6kg；

②日常管理：植物栽培期，根据土壤水分实际情况每亩灌溉水20~40方，并在移栽后80~90天向植物生长的土壤表面喷施1~2mmol/kg溶解于水的螯合剂氨三乙酸N(CH2COOH)3； 

③收割处理：待植物生长105天后进行对地上部分进行收割、烘干打碎，然后对其进行灰化处理，提取重金属镉。

将豨莶种植于重金属镉污染的土壤中，通过在移栽后80~90天施加1~2mmol/kg的NTA，利用氨三乙酸根这种良好的螯合剂，此螯合剂具有多齿状的配位基，能与单一金属离子形成杂环化学复合物，所以能将土壤固定的镉离子解析出来，增加土壤溶液中镉可溶态的浓度，促进其从根系向地上部运输，进而提高豨莶对镉的吸收和缩短修复时间，并将其大部分转运到植株地上部分，提高豨莶修复效率；最后收割植物地上部分进行灰化处理，提取重金属镉，以达到修复镉污染土壤的目的。

螯合剂氨三乙酸本身其实也是一种污染物，如果他在土壤当中分解的慢的话，其实是在加重土壤的污染，即第二次污染。而我们选用的螯合剂NTA，它的半衰期在半个月左右，即它不会对土壤造成污染，利用了这个特点，在移栽后80~90天施加，既保证了它的螯合作用，同时也不会对土壤造成污染。