[发明专利]一种利用能源植物配置模式修复重金属污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种修复重金属污染土壤的方法，尤其是涉及一种利用能源植物配置模式修复重金属污染土壤的方法。

背景技术

随着经济全球化的迅速发展，能源短缺和环境污染问题日益严峻，严重影响并威胁人类的健康和生存，其中，重金属污染问题尤为突出，铅（Pb）、锌（Zn）、锰（Mn)、铜（Cu）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）、镍（Ni）等是较常见的重金属污染元素。据估计，我国重金属污染物的排放总量大约为0.09万吨，每年被重金属污染的粮食多达1200万吨，造成的直接经济损失超过100亿元。由于重金属进入土壤后具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，导致土壤破坏严重，生态系统的正常功能发生异常，因此，污染土壤的修复问题已成为环境科学研究的活跃领域，同时也是世界性难题。

目前，重金属污染土壤的修复主要采用工程、物理化学和生物修复。然而，工程及物理化学修复技术存在一定的局限性，如成本高，难以管理，易造成二次污染，对环境的扰动大等，而生物修复中的植物修复以其低成本、来源广、不破坏生态环境等优势被称为真正的“绿色修复技术”，已成为治理环境污染的主力军和关注的焦点。

当前植物修复技术主要围绕超富集植物对重金属的提取作用展开，但存在以下问题：（1）超富集植物品种资源不足，筛选培育周期长，短时期内难以获得可规模化利用的、适应性强的植物品种；（2）单一性，超富集植物对重金属具有一定的选择性，即一般只对一种或二种重金属具有超富集能力，而实际情况是，被污染土壤大多是几种重金属复合污染，因此单一种植物难以全面净化土壤中的多种污染物；（3）现采用的超富集植物的生物量普遍较小，重金属总体去除率仍旧很低；（4）现有超富集植物资源化利用程度低，修复植物后续处理方法通常是以植物整株移走或焚烧为主，植物修复材料不具备利用价值，且该种方法并没有将重金属离子从环境中根本性去除，植物中富集的重金属离子又会回到环境或土壤中或是将污染转运到其他区域，产生二次污染；（5）从应用角度看，超富集植物的利用大都仍处于实验室和中试阶段，还不能大面积栽培推广应用。

目前，已报道的应用能源植物修复重金属污染土壤存在植物种类少、多样性不足，重视单一植物的功能、忽略植物群落的复合作用，强调短期修复效果，极少考虑群落的稳定性、修复的可持续性等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种利用能源植物配置模式修复重金属污染土壤的方法，其萃取固化作用对重金属污染土壤修复能力较强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种利用能源植物配置模式修复重金属污染土壤的方法，选择对重金属有耐受性的能源植物，在重金属污染土壤上构建植物群落。

进一步，所述能源植物为选择自光皮树、乌桕、鹅掌楸、杉木、榉木、白檀、蓖麻中的至少一种。

进一步，选用不同种类的能源植物混种模式构建植物群落。

进一步，油料植物的混种模式为光皮树、乌桕、白檀和蓖麻混种。

进一步，能源用材林混种模式为光皮树、鹅掌楸、杉木和榉木混植。

进一步，选用不同品种的蓖麻混种模式。

进一步，所述能源植物的种植方式为株间混交。

进一步，萃取和固化土壤中的铅和锌，选用光皮树、乌桕、白檀和蓖麻混种模式。

进一步，萃取和固化土壤中的铅和锌，选用光皮树、乌桕、白檀、蓖麻株间混种。

进一步，萃取和固化土壤中的Cd，选用单一种植蓖麻的模式。

本发明之利用能源植物配置模式修复重金属污染土壤的方法，选择对重金属耐受性较强的能源植物，采用随机区组设计，在重金属污染土壤上构建不同配置模式的植物群落,配置组合后的植物能与污染区本底植物及其土壤环境有机衔接。

本发明选择具有能源、经济、景观及生态价值的油料植物和用材树种，采用科学合理的、近自然配置规则，构成本发明技术的总体思路。植物成熟后，随机取样，全株收割，并同时测定修复前后的根际土壤及植株地上、地下部分的重金属含量，计算重金属去除率（萃取率）；同时观测群落构建前后，水土流失量，计算群落对重金属的固化率。

所述能源植物和用材树种主要来自山茱萸科（Cornaceae）、山矾科（Symplocaceae）、大戟科（Euphorbiaceae）、木兰科（Magnoliaceae）、杉科（Taxodiaceae）、榆科（Ulmacaea），包括：