專利名稱：一種利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，具體為一種利用鎘高積累水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法。
背景技術(shù)：
鎘(Cd)是動(dòng)、植物生長(zhǎng)發(fā)育的非必需元素，以其移動(dòng)性大、毒性高、污染面積最大被列為“五毒之首”。鎘不僅會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生各種生理毒害作用，更為嚴(yán)重的是，植物吸收富集的鎘將通過食物鏈對(duì)人類健康造成潛在的危害。因此，將土壤中高含量的鎘降低到可接受的濃度水平對(duì)于控制土壤鎘污染具有重要意義。重金屬污染土壤的傳統(tǒng)修復(fù)方法有物理方法(淋濾法、客土法、吸附固定法等)和化學(xué)方法(生物還原法、絡(luò)合物浸提法等)。物理方法效果好，不受土壤條件的限制，但需要大量的人力、物力和財(cái)力，且投資大、見效緩慢， 還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)以及土壤微生物；化學(xué)方法見效快，但往往投資昂貴、需用復(fù)雜的設(shè)備條件、打亂土層結(jié)構(gòu)和易帶來二次污染等，對(duì)大面積的土壤污染更是無可奈何。因此，這些方法都不能從根本上解決問題。此外，重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)也是近年來提出的一種綠色、 廉價(jià)，被人們所廣泛認(rèn)可的有效的治理措施，此方法主要利用超積累植物來固定、吸收和揮發(fā)重金屬，其優(yōu)勢(shì)明顯，但植物易受到本身和環(huán)境條件的影響，因此在實(shí)際的應(yīng)用存在一定局限性，例如(1)已知的超積累植物多為野生型稀有植物，分布具有較強(qiáng)的區(qū)域性；(2)田間應(yīng)用的不確定性和難度；C3)生長(zhǎng)速度慢、生物量低、修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)；(4)重金屬超積累植物的農(nóng)作和植保技術(shù)沒有形成。目前，重金屬污染的土壤多采用植物修復(fù)技術(shù)，是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素的理論為基礎(chǔ)，利用植物及其共存的微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一種技術(shù)，主要包括植物提取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定或固化、根系過濾。但限于用于修復(fù)的材料自身的特性，不能廣泛的應(yīng)用。因此，超積累植物是影響植物修復(fù)的最重要因素，而超積累植物有其自身的不足，在實(shí)際應(yīng)用中受到了極大的限制。綜上，不管是傳統(tǒng)的修復(fù)方法還是重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)都存在一定的局限性，目前，還沒有一種有效的方法可以把重金屬?gòu)耐寥牢廴经h(huán)境中根本去除或降低到可接受的濃度水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種易于栽培和管理、存在可預(yù)測(cè)的萌發(fā)和生理發(fā)育特性、可穩(wěn)定的遺傳方式、利于收割的一種水稻用于修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將水稻秧苗直接種植于鎘污染的土壤中；二、按常規(guī)大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬。
這一水稻具有鎘的高積累特征。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于快速、準(zhǔn)確、成本低和可操作性強(qiáng)，是一種利用常規(guī)作物修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用鎘高積累水稻品種對(duì)鎘的富集特性，將水稻種植于鎘污染土壤中，吸收積累土壤中的鎘，將其大部分積累在水稻的根部，增強(qiáng)水稻在鎘脅迫下的耐性，從而吸收積累更多鎘，以達(dá)到修復(fù)土壤鎘污染的目的。由于水稻生物量大、易于栽培和管理、存在可預(yù)測(cè)的萌發(fā)和生理發(fā)育特性、可穩(wěn)定的遺傳方式、利于收割。因此，水稻用來修復(fù)鎘污染土壤具有的可行性。同時(shí)，將收獲的水稻進(jìn)行妥善處理(如灰化回收、提純)后，鎘可用于鋼、鐵、銅、黃銅和其它金屬的電鍍，制造體積小和電容量大的電池，用于生產(chǎn)顏料和熒光粉，大大提高鎘的利用率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將水稻秧苗種植在鎘污染的土壤中；二、按常規(guī)大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬；這一水稻具有鎘的高積累特征。試驗(yàn)在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研園區(qū)進(jìn)行。參照我國(guó)主要農(nóng)業(yè)土壤中鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)背景值在0. 01-1. 34mg/kg之間平均為0. 12mg/kg,供試土壤為對(duì)照土壤(土壤A 鎘全量為0. 37mg/kg，有效量為0. 083mg/kg)以及兩種不同鎘污染程度的土壤(土壤B 鎘全量為 2. 33mg/kg，有效量為 0. 847mg/kg ；土壤 C 鎘全量為 10. 56mg/kg，有效量為 2. 31mg/kg)。試驗(yàn)稱量IOkg 土壤裝入塑料桶中。參照大田常規(guī)管理，采樣時(shí)間在處理60天(分蘗期)采樣，每處理3次重復(fù)，采樣時(shí)間的確定是結(jié)合前期篩選試驗(yàn)，在分蘗期吸收速率大、生物量大、稀釋作用弱并且在這個(gè)時(shí)期根系發(fā)育階段根系占有比例并不大，更有利于實(shí)現(xiàn)鎘去除處理積累量最大而確定。結(jié)果表明處理60天后，高積累水稻品種地上部鎘含量隨著土壤鎘濃度的增加而增加，在土壤C中，水稻植株鎘含量為98. 89mg · /kg，約為對(duì)照的34倍，同時(shí)其生物量在鎘低濃度范圍內(nèi)是隨著濃度的增加而增加，在土壤A中生物量為24. 22g/pot，在土壤C中生物量為25. 49g/pot，說明低濃度的鎘對(duì)其的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，增強(qiáng)了水稻對(duì)鎘的耐性。 從積累量來看，在土壤B中，鎘積累量為3. 30士0. 02 μ g/plant,在土壤C中，鎘積累量為 70. 45士2. 48 μ g/plant,約為對(duì)照的7倍和22倍。從水稻對(duì)鎘的富集情況來看，在各個(gè)濃度時(shí)起富集系數(shù)均大于1，在土壤B中富集系數(shù)為6. 47，在土壤C中富集系數(shù)為9. 88，可見水稻對(duì)鎘的富集能力大，可作為鎘污染土壤的修復(fù)作物。由于水稻生物量大、易于栽培和管理、存在可預(yù)測(cè)的萌發(fā)和生理發(fā)育特性、可穩(wěn)定的遺傳方式、利于收割。因此，這種水稻用來修復(fù)鎘污染土壤具有的可行性。同時(shí)，將收獲的水稻進(jìn)行妥善處理(如灰化回收、提純)后， 鎘可用于鋼、鐵、銅、黃銅和其它金屬的電鍍，制造體積小和電容量大的電池，用于生產(chǎn)顏料和熒光粉，可以充分合理的利用資源，一物多用。
權(quán)利要求
1.一種利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于；利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將水稻秧苗直接種植于鎘污染的土壤中；二、按常規(guī)大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，其特征在于； 所述的這一水稻具有鎘的高積累特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法，具體為一種利用鎘高積累水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法。一種利用水稻修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將水稻秧苗種植在鎘污染土壤中；二、按常規(guī)大田管理；三、收割全植株水稻；四、將收割獲得的水稻燃燒灰化；五、將水稻的灰化物用以提取重金屬。該方法利用鎘高積累水稻對(duì)鎘的富集特性，將其種植于鎘污染的土壤中，吸收積累鎘，并將其大部分轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部分，以達(dá)到修復(fù)土壤的目的。
文檔編號(hào)B09C1/00GK102553902SQ20111011744
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者余海英, 張洪江, 張錫洲, 李廷軒, 王永東, 鄭子成, 鄭陶 申請(qǐng)人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)