專利名稱：重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種對中低度重金屬污染農(nóng)用地進行植物修復的方法。
背景技術(shù)：
鑒于土壤重金屬污染問題的嚴重性和緊迫性，世界各國均對重金屬污染的防治給予了高度重視，已探索出多種治理技術(shù)，主要有土壤固化、玻璃化、淋濾法、洗土法、客土法和電化學法等。然而傳統(tǒng)的重金屬污染治理技術(shù)成本高昂，難以大規(guī)模使用。尋求一種廉價而永久有效，又可以維持土壤肥力的治理方法一直是國際上研究的難點和熱點。1977年，Brooks提出了超富集植物(hyperaccumulator)的概念，1983年Chaney提出了利用超富集植物清除土壤重金屬污染的思路，并逐漸發(fā)展成為一門新興的環(huán)境生物工程技術(shù)——植物修復(phytoremediation)。植物修復作為一種“綠色”的污染治理手段，既有著較高的生態(tài)效益，易于被大眾接受，又有成本低、甚至可以獲得一定經(jīng)濟回報的優(yōu)點，顯示出巨大的商業(yè)化應(yīng)用前景。
當前植物修復研究的熱點主要在于尋找和發(fā)現(xiàn)重金屬超富集植物，并研究其應(yīng)用方法。超富集植物用于重金屬污染土壤的修復盡管已有成功案例，但目前的應(yīng)用范圍仍然十分有限。該項技術(shù)所面臨的主要問題在于(1)目前已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬超富集植物的生物量很低，難以直接應(yīng)用；(2)應(yīng)用生物技術(shù)改造超富集植物以提高其生物量，或創(chuàng)造新的具較高重金屬富集能力的高生物量植物的研究剛剛開始，實現(xiàn)目標尚需很長的時間；(3)對于我國而言，還存在著現(xiàn)實國情方面的制約我國有大量中、低度污染的農(nóng)用地，由于我國人口壓力巨大，目前這些農(nóng)用地中的絕大多數(shù)正在用于農(nóng)作物生產(chǎn)并發(fā)揮著重要作用，如果在這樣的農(nóng)用地應(yīng)用超富集植物清除土壤重金屬，則在較長的時期內(nèi)這些農(nóng)田將不能用于農(nóng)作物生產(chǎn)，一般難以被農(nóng)民所接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)用地土壤中低度重金屬污染植物修復的新方法，該方法可以在不影響農(nóng)用地利用的同時對目的地土壤重金屬污染進行修復。
本發(fā)明的方法主要有以下兩個步驟1、篩選玉米、水稻、番茄、大豆和瓜類蔬菜的某些品種資源，這些植物的營養(yǎng)體(根莖葉)對某些重金屬具有較強的吸收和積累能力而繁殖體(籽實、果實)重金屬含量在食品衛(wèi)生安全標準范圍內(nèi)；2、在中低度重金屬污染的農(nóng)用地上種植篩選得到的農(nóng)作物品種，其籽(果)實可供食用，根莖葉則可不斷地吸收去除土壤中的重金屬，經(jīng)處理利用而實現(xiàn)在不影響農(nóng)田利用的同時修復土壤重金屬污染。
具體技術(shù)內(nèi)容如下1、營養(yǎng)體具較強重金屬吸收和積累能力而繁殖體重金屬含量在安全標準范圍內(nèi)的農(nóng)作物品種資源篩選1)收集玉米、水稻、番茄、大豆和瓜類蔬菜的主要栽培品種或引進品種；2)以盆栽方法，將所收集到的農(nóng)作物品種在中等污染水平的各重金屬(包括Pb、Cd、Hg、Cr、Cu和Zn)含量條件下進行栽培；3)結(jié)實后分別采集供試農(nóng)作物各5-10個單株的供食用部分(籽實、果實)以及非食用部分(根、莖、葉)，采用國標方法分別分析樣品中上述各重金屬的含量；4)根據(jù)分析結(jié)果和相關(guān)標準確定符合篩選目標(營養(yǎng)體具較強的重金屬吸收和積累能力而繁殖體重金屬含量在食品衛(wèi)生安全標準范圍內(nèi))的典型品種；2、在篩選到的農(nóng)作物品種中選擇合適者，種植到受中低度重金屬污染的農(nóng)用地中，按常規(guī)方法進行管理。
3、成熟后收割作物，籽(果)實供食(飼)用，根莖葉可作為重金屬礦業(yè)廢棄地基質(zhì)改良用或集中焚燒，灰燼作為微肥或燒(澆)制建筑用磚材(混凝土)。
4、重復2、3，可以在不影響農(nóng)用地利用的同時對目的地土壤重金屬污染進行修復。
相對于已有的技術(shù)和方法，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明是一種全新的農(nóng)用地土壤中低度重金屬污染植物修復的新方法，可以在不影響農(nóng)用地利用的同時對目的地土壤重金屬污染進行修復，效果很好。
2、對主要農(nóng)作物品種的籽(果)實與營養(yǎng)體吸收積累重金屬的特性進行分析，我們不僅可以篩選到符合我們修復目的農(nóng)作物品種資源，而且可以清楚地明了哪些品種具有較大的重金屬污染風險，哪些品種具有較小的重金屬污染風險。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1利用玉米對Pb污染農(nóng)用地進行植物修復另一塊農(nóng)用試驗地，土壤Pb濃度為400mg/kg，土壤約含Pb6000mg/m2，屬于中度Pb污染。現(xiàn)以本發(fā)明方法在不影響農(nóng)用地利用的同時利用玉米進行植物修復1、品種收集廣泛收集當?shù)爻Ｓ糜衩缀臀骷t柿品種，共收集到25個玉米品種、15個西紅柿品種；2、品種篩選以盆栽方法，將所收集到的玉米和西紅柿品種在Pb含量為590mg/kg的土壤中進行栽培，結(jié)實后分別采集各品種籽實和根莖葉樣品，采用國標方法分別分析各樣品Pb含量，發(fā)現(xiàn)玉米超甜711號符合篩選目標，即其籽實Pb含量很低，而其根莖葉Cd含量較高，于是將其確定為目標農(nóng)作物種質(zhì)資源；3、將超甜711號種植到受Pb污染的目標農(nóng)用地中，密度為每平方米18株，按常規(guī)方法進行管理；4、成熟后收割玉米，其籽實Pb含量為0.166mg/kg＜0.2mg/kg，處于食品衛(wèi)生安全范圍之內(nèi)；5、營養(yǎng)器官(根莖葉)Pb含量為39.2mg/株，Pb吸收量為705.6mg/m2，修復率約為12％每季，這樣可以在不影響農(nóng)田使用的同時進行植物修復；6、根莖葉稍微打碎后壓青到Pb/Zn尾礦堆填地中作基質(zhì)改良用途。
實施例2利用玉米對Cd污染農(nóng)用地進行植物修復Cd為非生命必須元素，是自然界毒性最強的重金屬元素之一。位于廣東清遠市郊的一塊農(nóng)用試驗地，土壤Cd濃度為10mg/kg，土壤約含Cd1500mg/m2，屬于中度Cd污染?，F(xiàn)以本發(fā)明方法在不影響農(nóng)用地利用的同時利用玉米進行植物修復1、品種收集廣泛收集當?shù)爻Ｓ糜衩缀臀骷t柿品種，共收集到25個玉米品種、15個西紅柿品種；2、品種篩選以盆栽方法，將所收集到的玉米和西紅柿品種在Cd含量為16.5mg/kg的土壤中進行栽培，結(jié)實后分別采集各品種籽實和根莖葉樣品，采用國標方法分別分析各樣品Cd含量，發(fā)現(xiàn)玉米華甜1號符合篩選目標，即其籽實Cd含量很低，而其根莖葉Cd含量較高，于是將其確定為目標農(nóng)作物種質(zhì)資源；3、將華甜1號種植到受Cd污染的目標農(nóng)用地中，密度為每平方米18株，按常規(guī)方法進行管理；4、成熟后收割玉米，其籽實Cd含量為0.092mg/kg＜0.1mg/kg，處于食品衛(wèi)生安全范圍之內(nèi)；5、營養(yǎng)器官(根莖葉)Cd含量為8.15mg/株，Cd吸收量為146.7mg/m2，修復率約為10％每季，這樣可以在不影響農(nóng)田使用的同時進行植物修復；6、根莖葉稍微打碎后壓青到Pb/Zn尾礦堆填地中作基質(zhì)改良用途。
權(quán)利要求
1.一種重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法，其特征是該方法主要有以下兩個步驟1、篩選農(nóng)作物品種資源，這些農(nóng)作物的營養(yǎng)體對某些重金屬具有較強的吸收和積累能力而繁殖體的重金屬含量在食品衛(wèi)生安全標準范圍內(nèi)；2、在中低度重金屬污染的農(nóng)用地上種植篩選得到的農(nóng)作物品種，其籽實可供食用，營養(yǎng)體則可不斷地吸收去除土壤中的重金屬，經(jīng)處理利用而實現(xiàn)在不影響農(nóng)田利用的同時修復土壤重金屬污染。
2.如權(quán)利要求1所述的重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法，其特征是步驟1用于篩選的農(nóng)作物為玉米、水稻、番茄、大豆和瓜類蔬菜。
3.如權(quán)利要求1所述的重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法，其特征在用超甜711號玉米對Pb污染農(nóng)用地進行植物修復。
4.如權(quán)利要求1所述的重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法，其特征是用華甜1號玉米對Cd污染農(nóng)用地進行植物修復。
5.如權(quán)利要求1所述的重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法，其特征是步驟2在重金屬污染農(nóng)用地種植所得的農(nóng)作物營養(yǎng)體作為重度重金屬污染環(huán)境基質(zhì)改良用途。
6.如權(quán)利要求1所述的重金屬污染農(nóng)用地的植物修復方法，其特征是步驟2在重金屬污染農(nóng)用地種植所得的農(nóng)作物營養(yǎng)體集中焚燒，灰燼作為微肥材料或建筑用材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種對中低度重金屬污染農(nóng)用地進行植物修復的方法。本發(fā)明的方法主要有以下兩個步驟1.篩選玉米、水稻、番茄、大豆和瓜類蔬菜的某些品種資源，這些植物的營養(yǎng)體(根莖葉)對某些重金屬具有較強的吸收和積累能力而繁殖體(籽實、果實)重金屬含量在食品衛(wèi)生安全標準范圍內(nèi)；2.在中低度重金屬污染的農(nóng)用地上種植篩選得到的農(nóng)作物品種，其籽(果)實可供食用，根莖葉則可不斷地吸收去除土壤中的重金屬，經(jīng)處理利用而實現(xiàn)在不影響農(nóng)田利用的同時修復土壤重金屬污染。本方法可以在不影響農(nóng)用地利用的同時對目的地土壤重金屬污染進行修復，效果很好。
文檔編號B09C1/10GK1559711SQ20041001556
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者楊中藝, 袁劍剛, 代全林, 朱芳, 朱云, 梁曉華, 辛國榮, 席嘉賓, 張振霞 申請人:中山大學