籽粒苋在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用.pdf

本发明公开了一种籽粒苋在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，将籽粒苋种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中即可。利用籽粒苋对重金属镉的富集特性，将其种植于矿山土壤或污泥中，可吸收积累重金属镉，并将其大部分转运到地上部分，以达到修复矿山土壤和污泥重金属镉污染的目的。籽粒苋在其生长过程中不需要进行特殊管理，具有投资少、成本低、可操作性强、对土壤环境扰动小、治理效果永久、不破坏场地结构、不引起二次污染、应用面积大、后期处理简易等特点；而且，籽粒苋个体生物量大，可提升单位面积土壤重金属的修复效果，

1.  籽粒苋在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，其特征在于：将籽粒苋种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中即可。

2.  根据权利要求1所述的应用，其特征在于：将所述的籽粒苋进行直接移栽、或将籽粒苋种子直播种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中。

3.  根据权利要求1所述的应用，其特征在于：对栽种的籽粒苋进行定期收割植物的地上部分。

籽粒苋在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用
技术领域
本发明涉及环境中重金属污染的修复技术领域，尤其是一种植物籽粒苋在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用。
背景技术
环境中重金属镉污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，其污染物在介质中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，还可经食物链传递等途径最终将影响人类健康，造成不可估量的影响。镉具有致癌作用，并诱发动物的前列腺癌和睾丸肿瘤。目前，镉已被国际癌症研究机构归类为第一致癌物。
利用重金属富集植物或超富集植物(hyperaccumulator)进行植物修复是当今环境科学的研究热点之一，它具有投资少、效率高，且不造成二次污染等多种特性，在修复矿山土壤和污泥等环境的重金属污染中显示了极大的潜力。富集植物或超积累植物大都以群落方式聚集于野外，主要在矿山区、成矿作用带、富含金属元素岩石风化而成土壤上。因此，对废弃的矿山或金属矿露头上自然生长的植物进行调查是寻找富集植物或超积累植物的有效途径之一。
目前发现的镉超积累植物比较少见，公认的镉超积累植物只有遏蓝菜属的少数几种植物，而镉的富集植物已发现的有香根草、苎麻、龙葵、小白酒、狼把草等，它们对镉单一及复合污染均有较强的耐性和积累能力。但是目前发现的大多数镉富集植物生长缓慢、植株矮小、地上部生物量小，在实际应用中受到限制等。因此，寻找其他镉富集植物以克服现有修复植物生长缓慢、植株矮小的缺点，培育出生长迅速、植株高、生物量大的品种，是镉污染土壤植物修复技术所要解决的首要问题。
与此同时，随着工农业生产的发展，土壤镉污染呈加重的态势，尤其是农业土壤镉污染状况令人担忧。而目前可用于镉污染土壤修复的植物品种资源难以满足实际需要，急待进一步研究和扩大可用资源。另外，地球上植物资源相当丰富，要确定哪些植物是否对镉具有相应的富集特性，需要花费大量人力、物力和财力，也未必就能筛选出符合需要的植物品种，从而制约了植物修复的效率及应用。
籽粒苋(拉丁名为Amaranthus hypochondriacus L.)为苋科苋属一年生草本植物，在不同的气候条件下都能生长或有较好的收成，是一种粮、饲、菜和观赏兼用、营养丰富的高产作物。
发明内容
在长期的重金属污染修复的专项研究中，继发现秃疮花、野茼蒿、锦葵等富集植物之后，发明人再次发现一种植物对镉这种重金属具有富集特性枛籽粒苋(拉丁名为Amaranthushypochondriacus L.)苋科苋属植物，对矿山土壤及污泥等环境中的镉重金属具有显著的富集特性。本发明针对上述可用于土壤重金属污染生物修复的植物品种资源不足的问题，提供籽粒苋这一种新的植物在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
籽粒苋在修复矿山土壤及污泥的重金属镉污染中的应用，将籽粒苋(Amaranthushypochondriacus L.)种植于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中即可。通过籽粒苋根系吸收污染矿山土壤及污泥中的镉，并将其转移至茎和叶等地上部器官，从而实现除去矿山土壤及污泥中污染物重金属镉的目的。
籽粒苋生命力强，易于成活，可将其幼苗直接移栽或将种子直播于重金属镉污染的矿山土壤或污泥中；在自然条件下即可存活，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理。
待地上部分形成一定生物量时可进行定期收割，重金属镉随着地上部分的收割被大量除去；其分枝再生能力强，适于多次刈割，且其种子随风扩散能力强，自然繁殖生长快速，不需每年栽种，能有效降低污染矿山土壤及污泥中的铜重金属的含量，从而修复污染土壤及污泥。
本发明中的籽粒苋(拉丁名为Amaranthus hypochondriacus L.)，系苋科苋属一年生草本植物，是一种粮、饲，菜和观赏兼用的高产作物品种。经试验研究，证明其对镉重金属具有富集特性。本发明正是充分利用了籽粒苋对重金属镉的这种富集特性，将其幼苗移栽或将其种子直播至被重金属污染的矿山土壤及污泥中，吸收积累土壤中的重金属镉，并将其大部分转运到地上部分，降低土壤中重金属镉的含量，待地上部分形成一定生物量时，可留茬收割进行连续提取，从而达到减少土壤中镉含量的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
发明人通过试验研究发现，籽粒苋对重金属镉具有显著的富集特性。本发明正是利用籽粒苋的这种富集特性，将其种植于重金属污染土壤中，可吸收积累镉，并将其大部分转运到地上部分，以达到修复重金属镉污染的矿山土壤及污泥的目的。此外，由于籽粒苋的生命力强，易于成活，在其整个生长过程中均不需要进行特殊管理，该方法具有投资少、成本低、可操作性强、对土壤环境扰动小、治理效果永久、不破坏场地结构、不引起二次污染、应用面积大、后期处理简易等特点，同时籽粒苋个体生物量大，可提高单位面积土壤重金属修复效率，为重金属污染土壤的植物修复开发了新的植物资源品种。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1
本实施例籽粒苋在修复土壤重金属镉污染中的应用，具体作法为：
采用直接移栽方式，自然条件下，在四川省石棉县新康石棉矿区重金属污染的土壤中种植苋科苋属植物籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus L.)；根据植物生长情况不定期浇水，不进行特殊管理。
85天后进行留茬收割植物的地上部分，测得其中重金属Cd的重量百分含量为：118.5mgkg^-1。留茬部分继续生长、收割，如此连续提取，即可有效修复土壤中的重金属镉污染。
实施例2
本实施例籽粒苋在修复土壤重金属镉污染中的应用，具体作法为：
采用自然条件下种子直播方式，在四川省汉源县富泉铅锌矿区重金属污染的土壤中种植苋科苋属植物籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus L.)；根据植物生长情况不定期浇水，不进行特殊管理。
3个月后进行留茬收割植物的地上部分，测得其中重金属Cd的重量百分含量为：127.5mg kg^-1。留茬部分继续生长、收割，如此连续提取，即可有效修复土壤中的重金属镉污染。
通过上述实施例1和2可见，本发明利用在重金属污染的土壤中种植籽粒苋，可明显吸收污染的矿山土壤及污泥中的重金属Cd，从而达到有效修复土壤中矿山土壤和污泥重金属镉污染的目的。