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1、10申请公布号CN101992208A43申请公布日20110330CN101992208ACN101992208A21申请号200910013170222申请日20090814B09C1/00200601B09C1/1020060171申请人中国科学院沈阳应用生态研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号72发明人魏树和胡亚虎周启星刘维涛杨传杰74专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人马驰周秀梅54发明名称一种镉多环芳烃复合污染菜地土壤修复与利用的方法57摘要本发明涉及镉与多环芳烃复合污染菜地土壤的边修复边生产技术。步骤如下1春季在被镉与多环芳烃复合污染的菜地土壤。
2、上以垄作条播的方式种植镉超富集植物龙葵，待龙葵生长6367天开始结实时收获龙葵，在收获前约1个月施加甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸；2待龙葵收获后，带根拔除，再种植镉低积累大白菜水师营9112，行距和株距分别为50厘米，生长约80天左右收获大白菜；上述步骤完成一个修复与利用周期。本发明利用超富集植物从镉多环芳烃复合污染土壤中带走大量的镉，并同时使土壤中的多环芳烃明显降解，在修复污染土壤的同时，生产符合我国卫生标准的大白菜，使污染土壤得以安全利用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN101992211A1/1页21一种镉多环芳烃复合污染菜地土壤修复。
3、与利用的方法，其特征在于包括以下步骤，1春季在被镉与多环芳烃复合污染的菜地土壤上以垄作条播的方式种植镉超富集植物龙葵，播种量为每平方米1822克，行距为4852米，出苗后待龙葵生长6367天开始结实时收获龙葵；在收获前约2535天于菜地土壤中施加甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸，它们的施加剂量分别为0110MMOL/KG土壤，施加浓度每KG土壤是以污染土壤土层表面020厘米深的土层厚度的土壤重量计量的；施用时，将甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸粉末与土混合，在小雨来临前均匀撒施于土壤表面，或者将甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸与水溶解均匀撒施于土壤表面；待龙葵收获时，带根拔除，将收获后的龙葵转移至其它地方集中处理或进。
4、行资源化加工处理；2待龙葵收获后，再种植镉低积累大白菜，行距和株距分别为4852厘米，生长7585天左右收获大白菜。2按照权利要求1所述的方法，其特征在于因为磷肥对镉具有螯合沉淀作用不利用镉的提取修复，所以，春季种植镉超富集植物龙葵时，春季底施以施磷肥为2535公斤/667米2为宜。3按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述春季是指4月下旬至5月上旬，收获龙葵时为7月下旬至8月上旬。4按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述下季种植镉低积累大白菜时底施氮、磷、钾复合肥2535公斤/667米2，其中，N，P2O5，K2O比例为211。5按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述大白菜的商品名为水师。
5、营9112。权利要求书CN101992208ACN101992211A1/4页3一种镉多环芳烃复合污染菜地土壤修复与利用的方法技术领域0001本发明涉及镉多环芳烃复合污染菜地土壤的植物修复与农业安全利的方法，具体地说是一种利用超富集修复植物龙葵修复镉与多环芳烃复合污染菜地土壤的同时，还可以生产出镉低含量的大白菜，即大白菜镉含量符合国家无公害蔬菜标准。背景技术0002根据1997年我国环境状况公报报道，我国耕地有1000多万HM2受到不同程度的复污染，其面积约占当年耕地面积的734。2000年对全国30万HM2的基本农田保护区土壤有害重金属的抽样调查表明，重金属超标率达121；23个省市区共发生。
6、农业环境污染事故891起，污染农田4万HM2，直接经济损失达22亿元，严重制约着国民经济发展并危害人民身心健康，可见，我国农田土壤质量改善和保证食物安全生产问题已刻不容缓。然而，综观农田污染土壤的各种修复方法，尽管植物修复展现出美好的前景，但就我国国情来说，将这些重金属污染土壤单独拿出来进行修复或弃之不用或全部改为它用而不进行粮食生产都是不现实的。比较好的办法是在利用超富集植物修复污染土壤的同时，采取适当方式种植低积累作物，既能使污染土壤质量得到改善，又能确保食物安全，这种对污染土壤“边修复边生产”技术无疑更具有实践意义，由此产生的生态效益和社会效益也是无法估量的。0003重金属、多环芳烃是目。
7、前我国农田的主要污染物。我国是蔬菜生产和消费大国，面积达1800万公顷。菜地复种指数高，农药和肥料投入大，且多数分布在城郊，受城市工业化污染影响大，因此土壤重金属和有机复合污染最为严重。菜地土壤复合污染使蔬菜质量降低，直接危害消费者健康，影响我国蔬菜出口创汇，因此，研发针对我国菜地土壤复合污染的生物修复技术和产品对于保障农业的可持续发展、促进国民经济健康运行具有重大意义。0004镉和多环芳烃是我国北方农田土壤最主要复合污染之一，其中沈抚灌区污染土壤是典型代表。利用镉低吸收作物与超富集植物套种或间作的形式，对镉污染农田土壤一方面进行安全生产，一方面进行污染土壤修复，既保证了生产的安全，又使得污染。
8、土壤得以修复，这一边生产边修复的技术在我国具有广阔的发展前景。发明内容0005本发明的目的在于提供一种治理效果好、在治理同时提高了土地利用率的镉多环芳烃复合污染菜地土壤修复与利用的方法。0006为实现上述目的，本发明采用的技术方案为0007一种镉多环芳烃复合污染菜地土壤修复与利用的方法，包括以下步骤，00081春季在被镉与多环芳烃复合污染的菜地土壤上以垄作条播的方式种植镉超富集植物龙葵，播种量为每平方米1822克，行距为4852米，出苗后待龙葵生长6367天开始结实时收获龙葵；说明书CN101992208ACN101992211A2/4页40009在收获前约2535天于菜地土壤中施加甘氨酸、谷。
9、氨酸及半胱氨酸，它们的施加剂量分别为0110MMOL/KG土壤，施加浓度每KG土壤是以污染土壤土层表面020厘米深的土层厚度的土壤重量计量的；0010施用时，将甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸粉末与土混合，在小雨来临前均匀撒施于土壤表面，或者将甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸与水溶解均匀撒施于土壤表面；0011待龙葵收获时，带根拔除，将收获后的龙葵转移至其它地方集中处理或进行资源化加工处理；00122待龙葵收获后，再种植镉低积累大白菜，行距和株距分别为4852厘米，生长7585天左右收获大白菜。收获的大白菜因符合我国的食品卫生要求，可以安全食用0013因为磷肥对镉具有螯合沉淀作用不利用镉的提取修复，所以，春季。
10、种植镉超富集植物龙葵时，春季底施以施磷肥为2535公斤/667米2为宜；所述春季是指4月下旬至5月上旬，收获龙葵时为7月下旬至8月上旬。0014所述下季种植镉低积累大白菜时底施氮、磷、钾复合肥2535公斤/667米2，其中，N，P2O5，K2O比例为211；所述大白菜的商品名为水师营9112。0015本发明利用超富集植物从镉多环芳烃复合污染土壤中带走大量的镉，并同时使土壤中的多环芳烃明显降解，在修复污染土壤的同时，生产符合我国卫生标准的大白菜，使污染土壤得以安全利用。具体实施方式0016实施例镉多环芳烃复合污染菜地土壤的边修复边生产大田试验00171试验地点与步骤0018在沈抚灌区蔬菜田开展相。
11、关大田试验，全部试验验总面积约1200米2。该地土壤基本理化性质PH67、有机碳2134G/KG、全氮129G/KG、全磷058G/KG、速效氮18351MG/KG、速效磷285MG/KG。表层020厘米镉含量平均值为075MG/KG，多环芳烃总量美国环保署优先控制的16种多环芳烃平均值为1138MG/KG，与我国土壤环境质量标准二级标准，以及波兰土壤和作物栽培机构IUNG分级标准相比，属于镉和多环芳烃复合污染土壤。00192008年4月下旬开始试验，土壤每667米2底施硫酸铵30公斤。4月末播种，播种前用01双氧水浸种12小时。在龙葵收获前约1个月6月末施加低剂量0110MMOL/KG的甘氨。
12、酸、谷氨酸及半胱氨酸，先以一定量的土与试剂混合，然后均匀撒施于土壤表面。选在下小雨的前一天施用。待混合氨基酸施用约一个月后，连根收获龙葵，同时测定土壤与植物样品，以检测污染土壤的修复效果。龙葵收获后，及时播种大白菜水师营9112，行距和株距分别为50厘米。在种植镉低积累大白菜时底施氮、磷、钾复合肥30公斤/667米2，其中，N，P2O5，K2O比例为211。大白菜正常生长管理，待80天左右收获大白菜，并采集土壤及植物样品进行分析测定。采用对角线5点采样法。00202样品分析0021收获的植物样品一部分用于地上部重金属含量的测定，其余部分分根、茎、叶、果4部分，分别用自来水充分冲洗，然后再用去离。
13、子水冲洗，沥去水分，在105下杀青30MIN，然后在70下于烘箱中烘至恒重。烘干后的植物样品粉碎过筛备用，土壤样品风干后过说明书CN101992208ACN101992211A3/4页5100目筛备用。植物及土壤样品均采用HNO3HCLO4法消化二者体积比为31，原子吸收分光光度计法测定CD的含量，原子吸收分光光度计为日立18080，镉的吸收波长为2288。土壤的有机质含量等基本理化性质的测定采用常规的测定方法。0022收获的土壤样品风干后过100目筛，储藏在80冰箱里备用。土壤PAHS提取方法参考宋玉芳1995及高彦征2005。称取50G土壤样品于25ML玻璃离心管中，用15ML的二氯甲烷超。
14、声萃取2H，其间采用换水的方式控制提取温度40以下，以4000RMIN1离心分离并吸取上清液在旋转蒸发仪中蒸发近干，再加入100ML的环己烷溶解，准确吸取05ML过1G硅胶柱净化，用11ML的正己烷二氯甲烷体积比为11混合液洗脱。弃去前1ML洗脱液后开始收集，将收集到的洗脱液于40恒温下旋转蒸发至干，再用乙腈溶解并定容至1ML，过045M有机相滤膜后上机测定。0023PAHS的测定采用荧光紫外串联检测高效液相色谱法饶竹等，2007。HPLC为WATERS1525，荧光检测器MULTIFLUORESCENCEDETECTOR为WATERS2475，紫外检测器DUALABSORBANCEDETEC。
15、TOR为WATERS2487，色谱柱为多环芳烃专用色谱柱46250MM，5UM。分析条件以乙腈/水为流动相梯度淋洗36MIN03MIN乙腈/水体积比为6040；330MIN乙腈/水体积比为1000；3036MIN乙腈/水体积比为6040。流速100MLMIN1，进样量为20UL，柱温25，16种PAHS的相应测定波长参见饶竹等2007。以16PAHS混合标样为外标，以保留时间和峰面积直接对照进行PAHS的定性和定量。本方法对16种PAHS的测定线形较好，相关系数R值均大于0999，检出范围为00110513NG，对16种PAHS的加标回收率除2环的萘为534外其余均在75110之间。00243。
16、数据统计0025所获数据用MICROSOFTEXCEL和SPSS160进行统计分析，利用DUNCAN新复极差检验进行差异显著性检验P005。00264结果0027试验结果表明表1，经过一季的龙葵和大白菜生长，土壤表层中镉含量平均为068MG/KG，镉的提取修复率为93；土壤表层中多环芳烃总量为0805MG/KG，多环芳烃总量降解率平均为293。大白菜体内镉含量平均为003MG/KG干重，符合国家蔬菜卫生标准，可以安全食用。0028表1大田试验中采样点镉与多环芳烃含量MG/KG0029采样点12345平均土壤镉修复前082071065062095075土壤镉修复后076065057053089068土壤多环芳烃修复前152210670984080613111138土壤多环芳烃修复后117107430682057508540805说明书CN101992208ACN101992211A4/4页6大白菜镉含量003003003002004003说明书CN101992208A。