[发明专利]利用超富集植物雪里蕻修复重金属污染土壤或水体的方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及修复污染环境的植物修复技术领域，尤其是涉及一种利用超富集植物雪里蕻修复重金属污染土壤或水体的方法。

二、背景技术：

土壤和水体重金属污染是全球所面临的重大环境问题之一。我国作为全球最大的发展中国家，经过30多年的快速发展，对土壤和水体环境的污染已相当严重。环境保护部、国土资源部2014年4月17日发布《全国土壤污染公报》显示，我国耕地土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。据国家环保部的调查显示，我国水体重金属污染问题也十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1%。因重金属造成的水体和土壤污染已对我国的生态环境、食品安全、人体健康和农业可持续发展构成了严重的威胁。我国矿产以伴生矿居多，在采矿、选矿和冶炼工业区周围排出的含重金属“三废”形成的污染，对人体、生物及环境造成巨大危害。镉是一种分布广泛的有毒有害重金属元素，在生物体内极易蓄积，对人类健康造成了极大的威胁。上世纪50年代日本爆发的“骨痛病”事件就是由于当地人长期食用含镉大米、鱼虾等引起的。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性，而且还有致癌、致畸、致突变作。铜是植物生长所必需的微量元素,但过量的铜却有着很高的植物毒性。正常土壤中的总铜含量一般为15～40mg/kg,而有效态铜(DTPA)则为0.1～10mg/kg。野外实地研究证实,土壤中总铜含量达到150～400mg/kg,或者是有效态铜(DTPA)超过15mg/kg时,就会对植物产生毒害。土壤和水体中的铜可通过食物链进入人体。人体摄入过量的铜会引起一系列病变。人体血清铜含量过高会使血液黏稠度增大,肺动脉血压升高,加重肺心病,并伴有低氧血症,铜代谢紊乱可能还与脑血管意外有关。过量铜能明显降低精子活力，影响精子运动，导致不育。调查结果表明，不育症男性精液中的铜含量显著高于正常生育男性。人体摄入过量的铜最易蓄积在肝脏，肝硬化、肝癌患者的血清铜含量显著高于正常对照。镍是生物体所必需的微量元素，在它们的生命活动中起着重要作用，但同时它也具有潜在的毒性。当生物体内积累过量的镍时，导致细胞的结构和生理过程发生改变，阻滞生长发育。人体曝露在受镍冶炼、电镀和电焊等影响的镍污染环境中，可能导致皮肤过敏症、肺纤维化、肾和心血管系统病症和呼吸道癌以及诱发肿瘤恶化等。铅是环境中重要的有毒污染物，铅对人类健康的危害，尤其是儿童健康的危害已引起世界各国学者的广泛关注。铅对健康的潜在危害，也日益引起人们的关注，铅对人体的所有器官都能够造成损害。具体表现为，影响人的智力发育和骨骼发育，造成消化不良和内分泌失调，导致贫血、高血压和心律失常，破坏肾功能和免疫功能等。人体内有极少量铅的存在，也会对健康造成损害，即使脱离了污染环境或经治疗使体内血铅水平明显下降，受损的器官和组织已不能修复，将伴随终身。锌是人体和生物的必需元素，但锌过量会造成污染，锌矿开采、冶炼加工、机械制造以及镀锌、仪器仪表、有机会合成和造纸等工业的排放，使土壤和水体受到污染。

目前治理镉、铜、镍、铅及锌等重金属污染土壤的方法很多，主要有物理修复技术，化学修复技术，生物修复技术。生物修复技术主要有植物修复技术和微生物修复技术。

植物修复技术的关键是找到对单一或多种（复合）重金属具有特殊吸收富集能力的超富集植物。超富集植物也叫超积累植物，这一定义最初是由Books提出的，当时是用来命名茎叶中镍的含量大于1000mg/kg的植物。现在超富集植物的概念已经扩大到植物对所有金属元素的超富集现象，即能超富集一种金属元素或同时能富集几种金属元素的植物，超富集通常指对重金属的吸收累积量超过一般植物的100倍。目前国际上有关衡量超富集植物的常用标准有三个：一是临界含量特征，即植物地上部分（主要指茎或叶）富集的重金属量是普通植物在同一生长条件下的100倍以上，镍、砷及铅的临界浓度均为1000mg/kg，锌的临界浓度为10000mg/kg；二是转移特征，转运系数（即植物地上部分重金属含量与其根部重金属含量的比值）大于1。三是耐性特征，是指植物对重金属具有较强的耐性，植物能正常生长。

三、发明内容：