利用植物阻控铀尾矿渣重金属移迁的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用植物阻控铀尾矿渣重金属污染物移迁的方法。选用抗旱性强和能固持不同重金属的盐肤木（Ｒｈｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）、山黄麻（Ｔｒｅｍａ　ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ）、密蒙花（Ｂｕｄｄｌｅｊａ　ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）、黄香草木犀（Ｍｅｌｉｌｏｔｕｓ　ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）和雾水葛（Ｐｏｕｚｏｌｚｉａ　ｚｅｙｌａｎｉｃａ）五种植物，将它们搭配种植，同时施用草木炭和磷肥，短时间里在铀尾矿渣污染区建立植被。通过重建植被，污染土壤的氮含量显著增加，其水溶性铀等重金属含量显著降低。本方法选用的植物都是本地种，取材方便，易繁殖栽培，生长快；另外，本方法具有控制污染效率好、能改良土壤和美化环境等优点。本方法可用于各类矿山退化生态系统重金属的污染控制和植被重建。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污染土壤的植物修复方法，尤其涉及一种利用植物阻控铀尾 矿渣重金属污染物移迁的方法。
技术介绍
重金属污染的防治是当前国际恢复生态学与环境科学研究的热点和难点问 题。我国铀尾矿堆存量大、占地面积广，而且其堆存区离村落近。由于铀尾矿渣 的重金属含量高、营养贫乏和持水力弱，造成铀尾矿渣堆存地域植被缺乏，水土 流失严重，重金属随雨水与扬尘扩散，对周边环境和居民健康造成危害。治理和 控制铀尾矿渣污染符合国家可持续发展的要求。采用物理法和化学法等技术修复大面积重金属污染费用高昂，对环境有破 坏性，在实践中难以推行。植物修复重金属污染具有技术可靠、操作简便、成本 低、对环境友好和适用于大面积污染修复阻控等经济和技术方面优势。植物修复尾矿渣污染主要涉及植物提取和植物固定两方面。尾矿渣中污染物 总量大，种类复杂多样，污染严重，分布深。采用植物提取修复尾矿渣污染所需 周期长，在实践中难以推行。另外，植物地上部分富集金属后，可造成以下环境 风险(l)通过植食动物采食进入食物链；(2)植物落叶等随风飘落到周边地区而 扩散污染；(3)凋落物落到地表，造成表层土壤污染物积累。当污染物是放射性 核素时，这些风险尤为突出。植物固定修复所需的适宜植物应具有吸收污染物能 力小或根部吸收污染物多而转运能力弱，生物量高，根系发达，生长快，对污染 物耐性强等特征。筛选适用于固定阻控污染所需的适宜植物较容易，在污染区建 立植被來阻控污染物扩散所需时间较短，污染物通过植物传递的风险小。因此， 在尾矿渣污染区，采用植物固定阻控污染物移迁最佳。在铀尾矿渣堆存区进行植物固定修复时，有些植物可将吸收的重金属人部分 固定在其根部，有些植物可通过其根系分泌物及其凋落物的分解物与重金.M结合 形成难溶化合物，从而阻控重金属移迁扩散。另外，重建的植被可控制土壤侵蚀和水土流失，还能改良土壤、恢复受污染土壤的功能和美化环境。基于铀尾矿渣的重金属种类多，含量高，营养贫乏，持水力弱，而且含有 铀等放射性核素，筛选适用于铀尾矿渣堆存区植被重建的目标植物时，要符合以 下要求(l)对铀尾矿渣胁迫的耐受性强，富集的重金属大部分只分布在植物根 部或吸收积累重金属的能力弱；(2)耐旱性强；(3)有的植物能固氮，将固氮植物 与其它植物混种在一起，可为其它植物提供氮。铀尾矿渣含有大量的铀、锰、镉 和铅等多种重金属。许多植物根部往往只对其中一种或少数几种重金属具有高积 累和固定作用，单一种植一种植物只能固定控制一种或几种重金属。因此，将几 种根部能富集不同重金属的植物搭配种植，既可提高阻控效果又可节省时间，增 加植物群落的物种多样性，增强修复的生态系统稳定性。基于以上原因，申请者通过野外调查和人工模拟控制实验，筛选出一些在 铀尾矿渣污染土壤上生长旺盛，抗旱性强，对重金属耐受性强，而且能富集不同 重金属的植物，将这些植物进行搭配栽植來控制铀尾矿渣污染。
技术实现思路
>本专利技术的目的是提供一种利用植物阻控铀尾矿渣重金属污染物移迁的方法。 本方法所选用的植物都是本地种，在铀尾矿渣污染土壤上生长旺盛，耐旱性强， 存活率高，并且能富集不同重金属。本专利技术的技术方案为在铀尾矿渣污染区打造种植穴，搭配种植多种植物，将盐肤木(W/zM c/z/"em7X)、 山黄麻(7)"ewa 0〃>加"/&)禾卩密蒙花(5 /^//^" 这三种植物采用间种方式栽培在第一行，将黄香草木犀(Afe/Z/Wra 0^c/wa/")种植 在第二行，将雾水葛fPowzofe/"z^/flm'c")种植在第三行，依此循环。所述植物的种植穴呈直线排列，种植穴的长为40-60cm、宽为30-40cm、深 为30-50cm;种植穴的长轴方向与栽培植物的行的方向相同。种植所述植物时，相邻两植物行的间距为45 cm，第一行中相邻两种植穴的 间距为100 cm，第二行中相邻两种植穴的间距为40 cm，第三行中相邻两种植穴 的间距为50 cm。种植所述植物时，在每个种植穴中施填混合基质500-750g。所述混合基质的组份为草木炭和磷肥，配制混合基质时各组份的重量比为 草木炭92_98%，磷肥2-8%。4栽培植物时，采用种子或者幼苗。本专利技术的原理是雾水葛是一种多年生草本植物，高15-60cm，根主要分布 在0-30cm土壤表层。黄香草木犀是一种一年生的豆科草本植物，高IOO-280cm， 根分布在0-80cm深的土壤。盐肤木是一种多年生木本植物，株高300-520cm， 根在土壤的分布深度为0-300cm。山黄麻是一种多年生灌木，高280-350cm，根 系发达，分布深度为0-250cm。密蒙花是一种多年生灌木，高150-280cm，根系 发达，分布深度为0-220cm。将上述植物栽培于铀尾渣污染土壤中时，植物能正常生长。雾水葛根部积累 的铅多，平均为2908.5mg.kg—'，地上部分铅平均含量为19mg.kg—'。黄香草木犀 根部铀含量多，平均含量为1706mg.kg—'，地上部分铀含量少，难以检测出。盐 肤木根部富集较多的镉和锰，其根部镉和锰平均含量各为279和23627mg. kg—'， 其地上部分镉和锰平均含量各为22和1392mg. kg—'。山黄麻根部积累的锰和铀多， 锰和铀平均含量各为1788和2327mg. kg—'，地上部分锰和铀平均含量各为127和 0. 7mg.kg—'。密蒙花根部积累的锌和铅多，平均含量各为6743和6803 mg.kg—'， 地上部分的锌和铅平均含量各为921和3403mg. kg—'。草木炭具有增强持水力和调控肥料缓慢释放的作用，可增强植物抗旱性和减 少肥料流失；磷肥中的磷酸根离子能与部分重金属结合形成难溶于水的沉淀，减 少其移迁扩散。本专利技术的有益效果(1) 所用的五种植物生长快，在短时间内就可形成较好的植被。(2) 所用五种植物具有较强的抗旱性，而且还具有不同的固持重金属的能 力，将它们混合种植物时，可以达到同时固定多种重金属和防止其移迁' 的功效。(3) 黄香草木犀是种豆科植物，具有固氮功能，可以增加基质氮含量，为搭 配种植的其它植物提供氮源。(4) 黄香草木犀可以通过种子繁殖，雾水葛、盐肤木、山黄麻和密蒙花都是 多年生的植物，也可以通过种子繁殖，在第一次人工栽培后，就可通过 自身繁育维持植被的持续久存。(5) 所用的草木炭能吸附水分和肥料，具有增强基质持水力，调控水分和肥料缓慢释放的作用，增加抗旱性，减少肥料流失，有利于植物生长。(6) 磷肥可为植物生长提供磷源。此外，磷肥中的磷酸根离子能与部分重金 属离子结合形成难溶于水的沉淀，减少其移迁。(7) 本专利技术提供了利用多种植物混种控制铀尾矿査重金属污染物移迁的绿 色技术，可减少尾矿渣堆存区水土流失，阻控污染物扩散，同时具有美 化环境功能。本技术可用于各类矿山退化生态系统重金属的污染控制和 植被重建。(8) 该方法既具有物种多样性高，植物都是本地种，取材方便，易生长、重 建植被时间短，控制污染高效，环境风险小等多项优点。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术作详细描述。 实施例1植物材料雾水葛(尸ot/zoJzia zeyZ37W'ca)、黄香草木犀(#ei/7o"/s o/YY 7i/7a7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用植物阻控铀尾矿渣重金属移迁的方法，其特征是，在铀尾矿渣污染区打造种植穴，种植穴呈直线排列，种植穴的长为４０－６０ｃｍ、宽为３０－４０ｃｍ、深为３０－５０ｃｍ；种植穴长轴方向与栽培植物行的方向相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向言词，冯涛，曾荣今，许中坚，严明理，彭秀花，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]