一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法技术

本发明专利技术是一种用藿香蓟修复农田镉污染土壤的方法，包括如下步骤：一、证明藿香蓟对镉的吸附；二、证明藿香蓟在实际的镉污染农田土壤修复工程中的可操作性。本发明专利技术的优点：本发明专利技术通过试验数据表明：藿香蓟对Cd的富集系数BF和转运系数TF都超过了1，且在田间试验中藿香蓟修复Cd污染土壤每亩地种植三茬藿香蓟的去除率为13.2％～15.6％。由此说明藿香蓟对农田土壤镉污染修复具有较好的应用前景；本发明专利技术具有修复彻底，适应性强，无二次污染等特点。

A Method of Rehabilitating Cadmium Contaminated Farmland Soil with Ageratum Ageratum

The invention relates to a method for repairing cadmium-contaminated soil in farmland with Ageratum capitatum, which includes the following steps: 1. proving the adsorption of cadmium by Ageratum capitatum; 2. proving the operability of Ageratum capitatum in the actual cadmium-contaminated farmland soil remediation project. The advantages of the invention are as follows: The experimental data of the invention show that the enrichment factor BF and the transport coefficient TF of Agaricus capitalis to Cd exceed 1, and the removal rate of Agaricus capitalis to remediate Cd contaminated soil is 13.2%-15.6% per mu in field experiments. This shows that Ageratum capitatum has a good application prospect in remediation of Cadmium Contaminated Farmland soil, and the invention has the characteristics of complete remediation, strong adaptability and no secondary pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法
本专利技术涉及的是一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，属于重金属土壤污染修复

技术介绍
土壤是人类生存的基础，土壤与农产品健康息息相关。人类生产活动，包括采矿、冶炼、污水灌溉和磷肥施用等工农业活动，使大量重金属进入土壤中并富集，对人类健康造成危害。土壤中重金属具有隐蔽性、长效性和难降解性等特点，因此很难用常规办法进行处理镉(Cd)污染是危害性较大，Cd元素已被联合国环境规划署列为全球性意义危害化学物质之首。Cd污染不仅会引起土壤功能的失调、土质的下降，还会不同程度损害植物的生理发育，影响植株的生长代谢。Cd通过植物吸收，富集而转移进入食物链危害人类的生命和健康。在农用地重金属修复领域，植物修复因其具有操作简单、改善土质、环境友好及非破坏性等优点而被使用。在农用地重金属修复领域，植物修复因其具有操作简单、改善土质、环境友好及非破坏性等优点而被使用。超富集植物的筛选作为植物修复技术的关键，成为研究热点之一。Cd污染土壤的植物萃取修复关键在于能找到生长迅速、生物量大、富集能力强、能够适应不同气候环境的超富集植物。国内外学者发现的Cd超富集植物种类繁多，如东南景天、龙葵，印度芥菜等。然而,这些Cd超富集植物都不同程度存在着生长缓慢、植株矮小、地上部生物量较小或田间维护繁琐，成本高等缺点，而各地污染土壤由于重金属浓度、肥力和周边环境的不同，最适合当地的修复植物各不相同。藿香蓟(AgeratumconyzoidesL.)，一年生草本。原产亚热带地区，在中国广东、广西、贵州等广泛分布。生山谷、山坡林下或林缘、河边或山坡草地、田边或荒地上。喜温暖，阳光充足的环境，对土壤要求不严，分枝力强。对修复农田土壤具有较好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，其旨在修复农田土壤中镉对土壤的污染。本专利技术的技术方案是：一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，包括如下步骤：一、证明藿香蓟对镉胁迫的吸附二、证明藿香蓟在实际的镉污染农田土壤修复工程中的可操作性本专利技术的优点：藿香蓟在盆栽试验处理组T1和T2中藿香蓟对镉的富集系数BF和迁移系数TF都超过了1，藿香蓟对Cd的富集特性对镉具有较好的吸收和转运能力。在田间试验中，地上部Cd含量平均值为21.13mg·kg-1，最大值为53.38mg·kg-1，富集系数平均值为6.93，最大值为17.17。每亩种植一茬带走土壤中重金属约为15.9～18.7g。每亩地每种一茬藿香蓟可以带走污染区土壤中的4.4％～5.2％的Cd。研究区域为中亚热带季风区，热量高，雨量大，日照时间长，符合藿香蓟的生长需求，因此每年可以种3茬藿香蓟，在不添加活化剂的情况下，每亩种植3茬藿香蓟的去除率为13.2％～15.6％。具体实施方式:一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，包括如下步骤：一、证明证明藿香蓟对镉胁迫的吸附；具体包括1实验处理设计：取两种实际镉污染程度的农田土壤(T1，T2组)和清洁土壤(CK)，过4mm筛，充分混匀后，称取3.5kg土壤于花盆中备用，每个处理分别设置四个平行。将藿香蓟种子与沙1：1混合后播种在花盆中，浇水，播种后15间苗，每盆中留取长势相近的三株苗。供试土壤基本性质如下：表1供试土壤基本性质指标pHCd(mg·kg-1)DTPA-Cd(mg·kg-1)有机质(g·kg-1)碱解氮(mg·kg-1)有效磷(mg·kg-1)速效钾(mg·kg-1)CK8.10.450.0322.197.522.35151.26T18.33.130.3623.5100.320.36121.31T27.912.351.6321.7101.221.31113.422、实验证明藿香蓟对镉的吸附：藿香蓟器官中镉浓度的测定，材料收割时，将植株分为根、地上部两部分，用去离子水冲洗3次后放入培养皿中，于80℃的烘箱中杀青15分钟，60℃下烘干至恒重后，用电子分析天平精确称取0.2g(精确到0.0001g)藿香蓟样品于50mL锥形瓶中，加10mL混酸(浓HNO3：HCIO4＝9:1)，加一曲径小漏斗盖膜，浸泡两夜后于电热板上消解，开始时温度设为120℃，待瓶中棕黄色烟冒出后，逐渐升高温度至160℃(实际温度最好不要超过175℃)，每半小时左右观察一次，及时调整锥形瓶位置使样品加热均匀，若瓶中有结晶消解不完全物质，再加混合酸，直至消化液呈无色透明或略带黄色，煮至剩余2～4mL消煮液，取下放冷，用超纯水定容至25mL具塞比色管中，使用电感耦合等离子发射光谱仪和石墨炉-原子吸收光谱法测定镉含量，元素含量用相应器官的干重计；数据结果见表2；表2盆栽实验不同处理组藿香蓟对镉的富集情况(mg·kg-1)处理组地上部地下部CK0.81±0.07c0.91±0.21cT18.32±0.49b3.72±0.82bT269.71±7.14a52.85±1.36a注：含量＝Mean±SD，n＝4.研究植物对重金属污染土壤进行修复，不仅要看植物对重金属的耐性和系数累积能力，还应考虑其地上部转运重金属的能力；富集系数BF反映了重金属在土壤-植物体系中迁移的难易程度；迁移系数TF通常能够反映出重金属在体内的运输与分配情况，在数值特征上反映植物对重金属从地下部分向地上部分转运的能力；富集系数越大，表明植物的富集能力越强；迁移系数越大，表明植物对重金属的吸附转移能力越强，即对污染土壤的修复能力越强，藿香蓟对镉的富集系数BF和迁移系数TF结果统计见表3：表3藿香蓟对镉的富集系数BF和迁移系数TF处理组地上部富集系数转运系数CK1.61±0.17c0.89±0.26T12.89±0.21b2.23±0.58T26.09±0.60a1.31±0.14数据表明：藿香蓟在处理组T1和T2对镉的富集系数BF和迁移系数TF都超过了1，藿香蓟对Cd的富集特性对镉具有较好的吸收和转运能力。二、证明藿香蓟在实际的镉污染农田土壤修复工程中的可操作性，具体包括，1、实验设计选择某区域两种不同Cd污染程度的农田各1亩左右进行田间实验小区。考虑到试验地在田间试验过程中的重要性，选择阳光充足、四周空旷、便于管理，相对平坦的地进行试验。深耕土壤，均匀施加复合肥作为基肥，混施后旋耕，定期浇水，保持田间持水量为60％～70％之间。上述土壤老化1周后，播种藿香蓟，采用条播方式(1.5kg·亩-1)，由于藿香蓟种子很小，播种时采用种子和沙子1:1混匀后再播，行距为20cm，按行距拉线踩印，开沟播种，播种时应尽量保证播种均匀，深浅一致，避免漏种，覆土0.5～1cm。植物定苗后约15天，适当间苗，保持每亩约10000株藿香蓟。生长过程中，适当施用基肥，每亩追加尿素7～8kg，保持植物正常的营养需求，并适当除草，生长60天后，采集藿香蓟地上部样品，并于取样后进行产量测定。2、田间实验证明藿香蓟的修复镉污染农田土壤的修复效率对田间试验小区中种植的藿香蓟进行采集，采集藿香蓟地上部，并在植物藿香蓟种植区随机划定4m2小区，收获全部地上部植物后，称重，记录，以计算大田生物量，测定藿香蓟地上部镉含量和去除率，见表4；表4田间试验区藿香蓟地上部产量(以鲜重计)和Cd含量(以干重计)注：含量＝Mean±SD.通过表4发现，地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，其特征是该方法包括如下步骤：一、证明藿香蓟对镉胁迫的吸附；二、证明藿香蓟在实际的镉污染农田土壤修复工程中的可操作性。

【技术特征摘要】
1.一种用藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，其特征是该方法包括如下步骤：一、证明藿香蓟对镉胁迫的吸附；二、证明藿香蓟在实际的镉污染农田土壤修复工程中的可操作性。2.根据权利要求1所述的一种藿香蓟修复镉污染农田土壤的方法，其特征是所述的步骤一证明藿香蓟对Cd胁迫的安全性；具体包括，1)实验处理设计S1、取两种实际镉污染程度的农田土壤(T1，T2组)和清洁土壤(CK)，过4mm筛，充分混匀后，称取3.5kg土壤于花盆中备用，每个处理分别设置四个平行，将藿香蓟种子与沙1：1混合后播种在花盆中，浇水，播种后15间苗，每盆中留取长势相近的三株苗，供试土壤基本性质如下：表1供试土壤基本性质指标pHCd(mg·kg-1)DTPA-Cd(mg·kg-1)有机质(g·kg-1)碱解氮(mg·kg-1)有效磷(mg·kg-1)速效钾(mg·kg-1)CK8.10.450.0322.197.522.35151.26T18.33.130.3623.5100.320.36121.31T27.912.351.6321.7101.221.31113.42S2、实验证明藿香蓟对镉的吸附：藿香蓟器官中镉浓度的测定，材料收割时，将植株分为根、地上部两部分，用去离子水冲洗3次后放入培养皿中，于80℃的烘箱中杀青15分钟，60℃下烘干至恒重后，用电子分析天平精确称取0.2g(精确到0.0001g)藿香蓟样品于50mL锥形瓶中，加10mL混酸(浓HNO3：HCIO4＝9:1)，加一曲径小漏斗盖膜，浸泡两夜后于电热板上消解，开始时温度设为120℃，待瓶中棕黄色烟冒出后，逐渐升高温度至160℃(实际温度最好不要超过175℃)，每半小时左右观察一次，及时调整锥形瓶位置使样品加热均匀，若瓶中有结晶消解不完全物质，再加混合酸，直至消化液呈无色透明或略带黄色，煮至剩余2～4mL消煮液，取下放冷，用超纯水定容至25mL具塞比色管中，使用电感耦合等离子发射光谱仪和石墨炉-原子吸收光谱法测定镉含量，元素含量用相应器官的干重计；数据结果见表2；表2盆栽实验不同处理组藿香蓟地上部镉含量(mg·kg-1)处理组地上部地下部CK0.81±0.07c0.91±0.21cT18.32±0.49b3.72±0.82bT269.71±7.14a52.85±1.36a注：含量＝Mean±SD，n＝4.研究植物对重金属污染土壤进行修复，不仅要看植物对重金属的耐性和系数累积能力，还应考虑其地上部转运重金属的能力；富集系数BF反映了重金属在土壤-植物体系中迁移的难易程度；迁移系数TF通常能够反映出重金属在体内的运输与分配情况，在数值特征上反映植物对重金属从地下部分向地上部分转运的能力；富集系数越大，表明植物的富集能力越强；迁移系数越大，表明植物对重金属的吸附转移能力越强，即对污染土壤的修复能力越强，藿香蓟对镉的富集系数BF和迁移系数TF结果统计见表3：表3藿香蓟对镉的富集系数BF和迁移系数TF处理组地上部富集系数转运系数CK1.61±0.17c0.89±0.26T12.89±0.21b2.23±0.58T26.09±0.60...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，张云霞，周子阳，宾娟，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45