[发明专利]一种利用鸢尾属植物并结合刈割措施强化修复铜污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用鸢尾属植物并结合刈割措施强化修复铜污染土壤的方法，属于污染环境的植物修复技术领域。

背景技术

近年来，随着工业化进程不断加剧，日益严重的重金属污染已成为全球共同关注的重大环境问题。铜是生物必需的营养元素，适量的铜对人和动植物都是有益的，但过量的铜对生物的生长发育造成危害。铜矿开发过程中产生的尾沙、矿石等不仅占用大量的土地，而且对其所堆积地及其周边环境产生严重破坏。此外，随着工农业生产的快速发展，铜的用途越来越广泛，用量不断增加，含铜污染物排放越来越多，对土壤环境的污染也逐渐显现出来。为了有效治理土壤铜污染，传统的物理化学方法如客土法、换土法、电化法、淋溶法、吸附法等作为一种应急预案治理措施虽取得了一定成效，但难免会破坏土壤结构造成二次污染，且具有工程量大、费用高、见效时间短等弊端，在实际应用中受到了限制。而近年来发展起来的植物修复技术以其修复成本低、对环境扰动少、无二次污染、方便应用等优势被认为是治理土壤重金属污染非常有前途的方法。植物修复技术是指用重金属超积累植物将重金属从土壤或水体中转移到可收获的植物的地上部分，通过收割地上部物质带走土壤中重金属的一种方法。但重金属超积累植物一般是重金属胁迫下长期诱导、驯化的一种适应性突变体，目前国内外发现的铜超积累植物很少，并且往往存在生长迟缓、生物量低，对气候条件要求严格，区域性分布较强，严格的适应性等缺陷，而绝大多数植物体内铜含量又非常低，仅为3～20μg·g^-1，因此，充分利用铜富集量较高、生物量大、分布广、栽培管理简单的植物结合各种调控措施增强其对污染土壤的修复能力，是加快我国土壤重金属污染植物修复的有效途径。

发明内容：

技术问题

本发明提供一种利用鸢尾属植物并结合刈割措施强化修复铜污染土壤的方法，该方法操作简便、普及应用性强、土壤修复效果好。

技术方案

一种利用鸢尾属植物并结合刈割措施强化修复铜污染土壤的方法，其特征在于：在含污染物铜的土壤上种植黄菖蒲，通过多次刈割达到黄菖蒲对铜污染土壤的修复效应。所述种植黄菖蒲是指春季黄菖蒲地上部萌发后将三年生以上黄菖蒲成年苗定植于铜污染土壤，种植株行距15cm×15cm，栽后浇一次透水；定植后分别于5月底、7月底、9月底收割植株地上部，留茬高度10cm，9月份最后一次收割后无需管理，根系自然越冬，翌年植株地上部萌发后相同时间重复上述过程，直至彻底除去土壤中超标的铜。所述铜污染土壤是指铜含量不超过600mg/kg的中、重度铜污染土壤。

有益效果

本发明提供了一种利用鸢尾属植物并结合刈割措施强化修复铜污染土壤的方法。鸢尾属（Iris L.）植物黄菖蒲（Iris pseudacaorus L.）为多年生宿根草本花卉，具有适应性广、抗性强、生物量大、栽培管理粗放等特性，目前已被广泛应用于园林绿化、盐碱地改良和水土保持等方面。该方法通过在铜污染土壤上种植鸢尾属植物黄菖蒲并结合多次刈割措施可显著提高鸢尾属植物黄菖蒲地上部生物量，使黄菖蒲地上部铜积累量增加31.2%，土壤铜总量的去除率达48.9%。不仅操作简便、且能显著提高黄菖蒲的生长速度，增加黄菖蒲地上部铜提取量，加速鸢尾属植物黄菖蒲修复铜污染土壤的进程。

具体实施方式

以南京汤山九华山铜矿污染土壤修复实例为例：

实验区位于南京市江宁区汤山镇东北的九华山铜矿区（北纬31°4’~32°7’，东经118°22’~119°14’），该地属于北亚热带湿润性气候，土壤以黄棕壤为主。该矿是以铜矿为主，伴有铁、锌、硫等元素的多金属中级矿床。自1972年建矿以来，该矿在多年的生产过程中产生大量废水、废渣，对其周围的生态环境造成较大威胁。土壤基本理化性质：pH7.4，全氮含量0.01%，全钾含量75.6μg·g^-1，全磷含量3.8μg·g^-1，有机质含量0.63%，Cu含量597.87μg·g^-1。该地土壤瘠薄，植被稀少，仅有小飞蓬（Erigeron Canadensis）、具芒碎米莎草（Cyperus microiria）和节节草（Equisetum ramosissimum）零星分布，且长势较弱。