本發(fā)明土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種植物修復(fù)銅污染土壤的方法。
背景技術(shù)：
銅是植物生長(zhǎng)所必須的微量元素，少量的銅對(duì)維持植物和人體正常生理功能具有促進(jìn)作用，但是過(guò)量的銅會(huì)對(duì)植物和人體生長(zhǎng)發(fā)育造成傷害。銅礦渣隨意堆放，金屬冶煉含銅污水和含銅污泥隨意排放，含銅農(nóng)藥、化肥不合理使用，引起我國(guó)土壤大量重金屬銅污染，引起經(jīng)過(guò)食物鏈進(jìn)入人體的銅過(guò)量積累，造成人體代謝紊亂，危及人體健康。部分
銅冶煉廠周圍土壤銅含量可達(dá)150-1900mg/kg,嚴(yán)重危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，目前，應(yīng)該積極采取有效手段，從源頭上控制金屬銅對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)更應(yīng)開(kāi)展銅污染土壤修復(fù)工作，恢復(fù)受銅污染土壤生態(tài)，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
目前修復(fù)重金屬銅污染土壤方法主要有：淋洗法，采用淋洗液，溶解螯合劑如edta清洗土壤，通過(guò)螯合土壤中的銅，達(dá)到修復(fù)目的；化學(xué)沉淀法，在污染土壤中添加石灰、碳酸鈣、粉煤灰等降低土壤中銅含量；生物修復(fù)法，采用微生物、植物手段通過(guò)吸收和富集作用，清除污染土壤中的銅，以期達(dá)到土壤修復(fù)目的。淋洗法和化學(xué)沉淀法在重金屬銅污染土壤修復(fù)中具有耗資大、技術(shù)復(fù)雜，且面臨二次污染問(wèn)題，不適合我國(guó)重金屬土壤修復(fù)國(guó)情。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種植物修復(fù)銅污染土壤的方法。該方法包括如下步驟：將寸草苔移栽至銅污染過(guò)的土壤上。
寸草苔(carexduriuscula)為多年生草本植物，廣泛分布于黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、甘肅、寧夏和新疆等省(區(qū))，其根莖發(fā)達(dá)、分蘗力強(qiáng)、生長(zhǎng)訊速、耐旱、耐土壤貧瘠，而且其耐反復(fù)收割，申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，寸草苔對(duì)銅污染土壤具有耐性，因此，在銅污染的土壤上栽種寸草苔，通過(guò)反復(fù)收割可以移除土壤中的重金屬銅，以控制土壤中銅含量在安全水平。
將寸草苔移載后，植株可繼續(xù)生長(zhǎng)，同時(shí)地下部長(zhǎng)出新根莖，根莖長(zhǎng)出土壤后，繼續(xù)發(fā)育而長(zhǎng)成新的寸草苔植株，因此，在本發(fā)明中，只需栽種一次，寸草苔即可通過(guò)地下部不斷的長(zhǎng)出根莖而繁殖出許多新植株。
本發(fā)明的方法不會(huì)形成二次污染，高效且成本低。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，土壤中銅的濃度小于200mg/kg，進(jìn)一步優(yōu)選不高于100mg/kg，即在土壤中cuso4·5h2o濃度低于100mg/kg時(shí)，更適合使用本發(fā)明的寸草苔進(jìn)行銅污染土壤修復(fù)。移栽后，寸草苔表現(xiàn)較強(qiáng)的銅吸收能力，也有較好的生物量，可以優(yōu)選為50mg/kg～100mg/kg。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，為了便于在銅污染后的土壤中存活，所述寸草苔為5～6cm長(zhǎng)的寸草苔。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述寸草苔的種植方法包括如下步驟：
向殺菌后的土壤上每畝施用30～40kg鈣鎂磷肥，每畝播種0.4～1.0kg寸草苔種子，播種后在土壤表層覆蓋1～2cm厚度土壤，得寸草苔。
其中，寸草苔的種植方法優(yōu)選包括如下步驟：
在4月初，向殺菌后的土壤上每畝施用30～40kg鈣鎂磷肥，每畝播種0.5～0.6kg寸草苔種子，播種后在土壤表層覆蓋1～2cm厚度土壤，得寸草苔。
其中，殺菌可以使用本領(lǐng)域中常用的殺菌方法，優(yōu)選使用50％多菌靈800倍溶液噴施土壤。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，為了保證移栽效果、分蘗空間以及修復(fù)效果，所述移栽的株距為3～10cm，優(yōu)選為5～7cm。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括如下步驟：向移栽了寸草苔的銅污染土壤上每平方米施用0.045～0.06kg含有鈣鎂磷的復(fù)合肥。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，上述植物修復(fù)銅污染土壤的方法包括如下步驟：
向殺菌后的土壤上每畝施用30～40kg鈣鎂磷肥，每畝播種0.4～1.0kg寸草苔種子，播種后在土壤表層覆蓋1～2cm厚度土壤，待寸草苔長(zhǎng)至5～6cm，將其移栽至重金屬污染過(guò)的土壤上，移栽的株距為3～10cm，每平方米施用0.045～0.06kg鈣鎂磷肥。其中，土壤中銅的濃度低于200mg/kg。
其中，移栽的株距優(yōu)選為5～7cm。
在本發(fā)明中，優(yōu)選當(dāng)寸草苔植株長(zhǎng)至15cm即可開(kāi)始收割。由于寸草苔為多年生草本植物，因此地下根部保留，繼續(xù)反復(fù)培養(yǎng)、收割，對(duì)收割后的地上部進(jìn)行灰化處理，回收重金屬銅。
本發(fā)明創(chuàng)新地使用寸草苔進(jìn)行銅污染土壤的修復(fù)，寸草苔根莖發(fā)達(dá)、分蘗力強(qiáng)、生長(zhǎng)訊速、耐旱、耐土壤貧瘠，而且其耐反復(fù)收割，只需栽種一次，寸草苔即可通過(guò)地下部不斷的長(zhǎng)出根莖而繁殖出許多新植株，每年可反復(fù)收割多次，將土壤中的重金屬有效轉(zhuǎn)移，較之其它植物，使用寸草苔更加節(jié)約資源、方便和高效。相比于其它植物，本發(fā)明的方法可以更快地將土壤中重金屬銅含量控制在安全水平。寸草苔耐重金屬銅，可以將土壤中的銅通過(guò)根系吸收轉(zhuǎn)移到地上部，可通過(guò)收割地上部減少土壤重金屬銅的目的，實(shí)現(xiàn)土壤中最大限度重金屬清除目的，以控制土壤中重金屬含量在安全水平。本發(fā)明提供的方法無(wú)需特殊管理，即可很好生長(zhǎng)，栽培成本低，銅轉(zhuǎn)移效率高，尤其是豐富了北方土壤重金屬銅污染清除植物新品種。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)驗(yàn)例中不同濃度cuso4·5h2o污染土壤處理后寸草苔地上部和地下部生物量圖；
圖2為實(shí)驗(yàn)例中不同濃度cuso4·5h2o污染土壤處理后寸草苔地上部和地下部銅的含量圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
若未特別指明，實(shí)施例中所用技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種植物修復(fù)銅污染土壤的方法，包括如下步驟：
1)寸草苔的幼苗培育
寸草苔于4月初種植，畝用種量0.5kg，播種前采用50％多菌靈800倍溶液噴施土壤消毒殺菌，每畝施用40公斤鈣鎂磷底肥，播種后土壤表層覆蓋1cm厚度土壤，控制土壤濕度，促進(jìn)種子萌發(fā)，待寸草苔長(zhǎng)至5cm即可移栽至重金屬銅污染土壤上。
2)銅污染土壤準(zhǔn)備：
基本土壤取自黑龍江省綏化市、無(wú)重金屬銅污染土壤，土壤105℃烘干8小時(shí)，取10kg裝入方形塑料培養(yǎng)盆內(nèi)，尺寸為40cm*40cm，然后噴施cuso4·5h2o溶液，人工制作銅污染土壤50mg/kg，做3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
3)在上述含有cuso4·5h2o污染土壤上，栽種寸草苔幼苗，每平方米施用0.06公斤鈣鎂磷底肥，栽種株距5cm，當(dāng)寸草苔植株長(zhǎng)至15cm時(shí)，收割寸草苔的地上部。
實(shí)施例2～3
實(shí)施例2和3中步驟與實(shí)施例1中均相同，不同在于步驟2中銅污染土壤的濃度分別為100mg/kg、200mg/kg。
實(shí)驗(yàn)例
對(duì)照例
對(duì)照例中步驟與實(shí)施例1中均相同，不同在于步驟2中銅污染土壤的濃度為0mg/kg。
寸草苔生物量和銅含量檢測(cè)
檢測(cè)方法：當(dāng)寸草苔長(zhǎng)至15cm時(shí)，收割地上部葉片，小心挖出根，用自來(lái)水沖洗掉培養(yǎng)基質(zhì)，再用去離子水沖洗3遍，用吸水紙吸干水分，稱重并記錄數(shù)據(jù)。將材料放入烘箱中110℃殺青10min，溫度調(diào)整為80℃繼續(xù)烘干至恒重，稱重并記錄數(shù)據(jù)。取少許根和地上部葉片，用剪刀剪斷，分別用研缽研磨，稱取0.1g粉末，加入消解液10ml(hno3:hclo4＝4:1)，靜止放置30min，轉(zhuǎn)移到微波消解儀中180℃消解1h，將消解液轉(zhuǎn)移至容量瓶中定容至25ml，采用等離子光譜分析儀icp-ms測(cè)定根和地上部葉片cu含量，每個(gè)處理重復(fù)3次，取平均值。
生物量檢測(cè)結(jié)果：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如圖1所示，低濃度的50mg/kgcuso4·5h2o污染土壤中，與對(duì)照材料0mg/kg相比(地上部干重為0.20mg，地下部為0.11mg)，寸草苔地上部和地下部生物量達(dá)到最高，地上部干重為0.30mg，地下部0.19mg；當(dāng)土壤中銅濃度達(dá)到100mg/kg，時(shí)，地上部干重為0.35，地下部為0.22mg，也較對(duì)照材料高；而土壤中銅含量達(dá)到200mg/kg時(shí)，地上部干重為0.16mg，地下部干重為0.11mg，均比對(duì)照材料低，由此可見(jiàn)，寸草苔在50mg/kg和100mg/kg銅污染土壤中，地下部和地上部能保持較高的生物量，而在因此在200mg/kgcuso4·5h2o處理時(shí)地上部和地下部生物量均較對(duì)照低，所以，50mg/kg和100mg/kg以及濃度在兩者之間的銅污染土壤適合寸草苔正常生長(zhǎng)，且能生長(zhǎng)的更好。
銅含量檢測(cè)結(jié)果
如圖2所示，低濃度的50mg/kg銅污染土壤中，地上部銅含量62.78mg/kg，地下部銅含量為54.20mg/kg；當(dāng)土壤中的銅含量為100mg/kg時(shí)，地上部銅含量為67.46mg/kg，地下部銅含量為59.57mg/kg；當(dāng)土壤中的銅含量在200mg/kg時(shí)，寸草苔地上部的銅含量為83.17mg/kg，地下部銅銅含量為62.81mg/kg。
在不同濃度cuso4·5h2o處理的土壤中，寸草苔表現(xiàn)了不一樣的生物量積累特征和富集銅能力：寸草苔在低于100mg/kg銅污染土壤中能表現(xiàn)出較高的生物量和較強(qiáng)的銅富集能力，通過(guò)不斷的收割地上部，可以富集土壤中的銅，經(jīng)過(guò)后續(xù)灰化處理可回收銅，從而對(duì)達(dá)到土壤修復(fù)的目的；而當(dāng)土壤中的cuso4·5h2o濃度升高到200mg/kg時(shí)，雖然其地上部和地下部銅積累量都很高，但是，生物量已經(jīng)降到很低了。
最后，本發(fā)明的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種植物修復(fù)銅污染土壤的方法。該方法包括如下步驟：將寸草苔移栽至銅污染過(guò)的土壤上。其中，所述土壤中銅的濃度優(yōu)選低于200mg/kg。本發(fā)明使用寸草苔進(jìn)行銅污染土壤的修復(fù)，寸草苔根莖發(fā)達(dá)、分蘗力強(qiáng)、生長(zhǎng)訊速、耐旱、耐土壤貧瘠，而且其耐反復(fù)收割，只需栽種一次即可通過(guò)地下部不斷的長(zhǎng)出根莖而繁殖出許多新植株；寸草苔耐銅，可以將土壤中的銅通過(guò)根系吸收轉(zhuǎn)移到地上部，可通過(guò)收割地上部以控制土壤中銅含量在安全水平。
技術(shù)研發(fā)人員：王成;陳立平;侯佩臣;李愛(ài)學(xué);何璐璐;陳泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
技術(shù)研發(fā)日：2018.12.24
技術(shù)公布日：2019.04.16
聲明：
“植物修復(fù)銅污染土壤的方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
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