[发明专利]一种重金属污染土壤的修复方法

说明书

  

技术领域：

本发明涉及一种土壤污染治理方法，特别是一种重金属污染土壤的修复方法。

背景技术： 

由于工业污染的加剧，农田化学物质种类和数量的增加，土壤重金属污染日益严重，其中农田的30%受不同程度的重金属（隔、汞、铅、铜）等的污染，造成上千万吨粮食的减产。重金属在土壤中具有隐蔽性、滞后性、积累性、不可逆转性、难解性和危害性。不仅危害植物的生长和发育，还威胁生态安全，影响农产品品质，并通过食物链危及人类的健康和生命。

目前用于治理重金属污染土壤的常规方法有物理方法、化学方法和生物修复方法。物理方法所需费用较高，耗人力物力较多，且有可能引起二次污染；化学方法并非永久措施，并且改变了土壤的环境条件，也容易引起二次污染。生物修复技术中的植物修复方法为土壤原位修复，且具有费用低、效果好、可持续、对环境友好等优点。虽然植物修复具有以上所述优点，然而，植物修复也有一些缺点，如：修复时间长，且具有季节性，难以处置收获的含污染物的植物等，都是需要解决的问题。因此，增加修复植物的生物量（特别是地上部生物量）、增加植物对污染物的吸收量，成为提高植物修复效率的关键环节。 

发明内容： 

本发明目的是提出一种提高植物修复效率的一种重金属污染土壤的修复方法。

实现本发明目的的技术方案是，一种重金属污染土壤的修复方法，其特征在于：在隔、铜污染土壤上种植水稻，并施二氧化碳肥，使局部大气的二氧化碳浓度升高，所述二氧化碳浓度升高的条件为开顶式人工气候室，所述二氧化碳升高至860±50 μl l^-1，所述水稻为荣优398、汕优428、粤杂889、天优390、桂农占或银晶软占。 

本发明与现有技术比较具有植物修复效率高的显著优点。 

附图说明： 

图1：为在2种镉、铜污染水平下，增加大气二氧化碳浓度，6种不同品种水稻根（a）、茎（b）、叶（c）、籽粒（d）生物量；

图2：为在2种镉、铜污染水平下，增加大气二氧化碳浓度，6种不同品种水稻根（a）、茎（b）、叶（c）、籽粒（d）中镉含量；

图3：为在2种镉、铜污染水平下，增加大气二氧化碳浓度，6种不同品种水稻根（a）、茎（b）、叶（c）、籽粒（d）中铜含量；

图4：为在2种镉、铜污染水平下，增加大气二氧化碳浓度，6种不同品种水稻根（a）、茎（b）、叶（c）、籽粒（d）中镉吸收量；

图5：为在2种镉、铜污染水平下，增加大气二氧化碳浓度，6种不同品种水稻根（a）、茎（b）、叶（c）、籽粒（d）中铜吸收量；

具体实施方式： 

本发明提高植物修复效率的机理是，CO₂既是光合作用的反应底物，同时目前大气CO₂浓度又是C3植物光合作用的限制因子之一，植物体内也存在着适应高浓度CO₂的生物化学和分子生物学的基础，存在着利用高浓度CO₂机制的可能性，大气CO₂浓度升高必然会引起植物尤其是C3植物光合作用的升高。植物光合作用的加强，直接导致植物体内有机化合物的积累，植物的生物量增加。

由于大田农作物生物量较大，能作为生物质能源的农作物如水稻、玉米、油菜、棉花、麻类等已经成为目前植物修复重金属污染土壤的首选。水稻是世界上最重要的作物之一，亦是中国第一大作物。水稻为C3植物，研究显示二氧化碳浓度升高能显著增加水稻生物量。 

因此，通过种植生物量较大的农作物水稻，并增加局部大气二氧化碳浓度对于提高污灌造成的重金属污染土壤植物修复效率，加速修复过程具有积极作用。 

本发明有以下步骤： 

试验在农业部环境保护科研监测所生态毒理与环境修复研究中心（天津）的6个开顶式人工气候室（OTC）中进行，其中3个CO₂浓度为370±15μL L^-1（Ambient CO₂），与外界CO₂浓度保持一致；另外3个为CO₂浓度可控室，试验过程控制二氧化碳浓度在860±50μL L^-1（Elevated CO₂），保持白天8小时（9:30-17:30）通气。OTC在试验过程运行参数如表1所示：