[发明专利]一种利用铁苋修复铀污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染土壤再生，具体涉及利用植物修复污染土壤的方法。

背景技术

核工业和核能利用的发展，使铀的使用量迅速增加，铀的开采和冶炼产生大量的尾矿和废料，对土壤带来严重污染。土壤中的铀因生物富集作用在人体中积累，人体肾中铀含量超 3 mg·kg^－1，就会产生损害（ Sheppard S.C., Sheppard M.I., Gallerand M.O., Sanipelli B.,2005. Derivation of ecotoxicity thresholds for uranium. J. Environ.Radioactiv. 79, 55–83）。治理铀污染环境对实现可持续发展和保护人类健康十分重要。

铀污染的治理受到国内外的广泛关注，在成本效益的比较下，利用植物修复铀污染土壤受到人们的极大重视。植物修复因成本低、适应于大面积被污染介质的修复而受到人们的重视。植物修复技术就是利用植物根系吸收水分和养分的过程，吸收、转移污染环境(如土壤和水)中的重金属或核素，达到清除污染物质、修复介质目的的一种环境治理技术。根据修复机理和过程，植物修复技术可分为植物提取、植物固定、根际过滤和植物挥发四种类型。铀污染土壤的植物修复主要是利用植物的提取作用（地上器官富集）和固定作用（根系富集）等来减少土壤中的铀含量。

目前铀污染土壤植物修复研究有以下特点：一是研究不同植物对铀尾矿渣的耐受性(向 阳，等. 3种植物对铀尾渣的耐受性研究.矿业工程研究,2009, 24 (3):70-73).耐受性是修复植物的一个必要条件，但耐受性强的植物，铀的富集量不一定大，不一定是良好的修复植物。二是研究铀尾矿区植物的铀含量，评价筛选超富集植物(聂小琴,等. 某铀尾矿库土壤核素污染与优势植物累积特征. 环境科学研究,2010, 23,( 6): 719-725; 黄德娟,等. 某铀矿九种优势草本植物铀的测定.环境科学与技术，2011,34（3）：29-31)。这些研究的植物种类有限,不排除其他吸收铀能力强的超富集植物。三是筛选植物研究时，人工铀污染土壤的处理在植物生长期间进行(唐 丽,等. 修复铀污染土壤超积累植物的筛选及积累特征研究.核技术,2009, 32,(2):136-141;徐 俊,等.三种植物对铀耐性及土壤中铀吸收积累差异的研究.化学研究与应用,2009,21(3):322-326;万芹芳,等.植物对土壤中铀的吸收与富集.植物学报 , 2011, 46 (4): 425–436).这种方法不符合大多数铀污染土壤（铀尾矿砂等）的实际情况，且溶液中铀离子直接影响植物或被植物吸收，这与实际铀污染土壤中铀离子多被土壤固体吸附不同。有研究表明，土壤孔隙溶液中铀的浓度对植物的影响和吸收作用相当于10倍浓度干土中的铀（ Sheppard S.C., et al,2005. Derivation of ecotoxicity thresholds for uranium. J. Environ.Radioactiv. 79, 55–83）。因此,用在植物生长期间浇施铀溶液的方法来评价植物对土壤铀的吸收富集能力是不准确的。四是用营养液水培方式测定陆生植物的 U 含量,据此评价植物的修复能力(Dushenkov S D,et al. Removal of U from water using terrestrial plants. Environ. Sci. & Tech.,1997,37:3 468~3 474；Straczek A, et al. Differences in U root-to-shoot translocation between plant species explained by U distribution in roots. Journal of Environmental Radioactivity 2010.,101 : 258–266.）。营养液水培环境不同于土壤环境，陆生植物在水中和土壤中有不同的根系生长特点和元素吸收特点，用水培的方式评价陆生植物的修复能力是不准确的。Viehweger等（2010）研究表明，拟南芥属的一种植物（Arabidopsis halleri）在水培介质中 U 的TF（植物铀含量/介质铀含量）值比在废弃铀矿土壤中高10倍以上（Viehweger K, Geipel G. Uranium accumulation and tolerance in Arabidopsis halleri under native versus hydroponic conditions[J].Environmental and Experimental Botany , 2010,69: 39–46.）