一種治理砷汙染土壤的方法
2023-04-30 23:38:56
專利名稱：一種治理砷汙染土壤的方法
技術領域：
本方法涉及一種治理砷汙染土壤的方法。
目前，治理土壤重金屬汙染的方法主要有沉澱法、淋洗法、拮抗法、電化法、磁化法。這些物理或化學方法各有其優點，但一般都存在工程量較大、費用高，同時也容易造成二次汙染以及導致土壤結構破壞和土壤肥力退化等次生生態問題。
眾所周知，自然界的植物都能夠或多或少地吸收土壤中的砷，但是人工有目的培植的普通植物的含砷量一般不超過0.5mg/kg，譬如我國豆類為0.02～0.56mg/kg，蔬菜類為0.001～0.04mg/kg。砷對植物具有很強的毒性，普通植物吸收砷的能力一般都非常弱，因此種植普通植物則很難達到治理和修復砷汙染土壤的效果。
為實現上述目的，本發明通過蜈蚣草的根系大量吸收土壤中的砷，並向上輸送和轉運到地上部，收割地上部並將其移走，則可從土壤中帶走大量砷，從而達到從汙染土壤中快速清除砷汙染物的目的。
本發明提供的一種治理砷汙染土壤的方法包括控制土壤pH為中性和偏鹼性之間，對於酸性土壤則通過施用鹼性物質如石灰或鹼性肥料進行調節。
定期或視蜈蚣草生長高度進行收割，並將其轉移到其他地方集中處理。
首次收割地上部在生長5-6個月時進行，以後每生長4-5個月收割一次，或當蜈蚣草生長到50～80cm高度時收割一次。
收割地上部時留茬5～10cm高。
蜈蚣草與一般植物不同，它對砷毒具有極強的耐性，甚至可以在含砷24000mg/kg的砷毒環境中正常生長，其地上部不僅能夠富集大量的砷(最高可達8000mg/kg)，其含砷量比普通植物高1萬倍到數萬倍，其生長速度也非常快，生物量很大。田間條件下，其地上部鮮重可達36t/ha(含砷約10～20kg/ha)。而蜈蚣草在砷含量小於1000mg/kg的土壤上的生物富集係數可達80，尤其是在人工栽培環境中，砷更容易富集到地上部。即使在低砷濃度下，蜈蚣草也能大量富集砷，因此它也可以用於修復重度汙染和輕度汙染的土壤。通過種植蜈蚣草大量吸收砷，無疑為解決砷汙染問題提供了一條良好的技術途徑。
蜈蚣草可以生長在pH4.5～8.5的土壤中，無論是在南方的紅壤中，還是北方的褐土中，生長狀態都非常良好，因此蜈蚣草對土壤的適應範圍很廣。只是土壤的酸鹼度對蜈蚣草吸收砷有一定影響，蜈蚣草在中性和鹼性條件下更加容易吸收和富集砷。因此，為了進一步提高植物對砷的吸收效率，加速蜈蚣草對砷汙土壤的修復和治理速度，對於pH小於6的酸性土壤，可以適量施用鹼性物質如石灰或鹼性肥料，以提高土壤的pH值。
隨著種植時間的延長，不僅蜈蚣草地上部生物量不斷增長，而且其葉片的含砷量也顯著增多。剛移栽時，由於蜈蚣草早期生長比較慢而且吸收的砷較少，因此應該在移栽後5-6個月才收割地上部，以後則每生長4-5個月收割一次，或當蜈蚣草生長到50～80cm高度時收割一次，每次收割時均留茬5-10cm高。因此，在利用蜈蚣草修復和治理砷汙染土壤時，應該掌握好收割的時間，不能過早地收割地上部，否則會降低其修復和治理砷汙染土壤的效果。
收割後的蜈蚣草則應當轉移到其他不會造成二次汙染的環境中進行集中處理(如垃圾填埋場或焚燒)。
與傳統的汙染土壤治理方法相比，通過種植蜈蚣草修復汙染土壤，主要是利用蜈蚣草從土壤環境中大量吸收、富集砷，當收割其地上部生物量則可從土壤中帶走大量砷。在酸性土壤中，應該通過施用石灰等手段提高汙染土壤的pH，以便更好地發揮超富集植物蜈蚣草對砷的特殊吸收、富集功能。這種方法具有投資少和維護成本低、工程量小，管理技術要求不高，不破壞土壤理化性質，不產生二次汙染，而且對水土保持、固定土壤和美化景觀環境均具有良好的效果，是一種實用範圍廣、投資和運行成本低、容易維護、操作簡單的汙染環境「綠色修復技術」。本發明解決了砷汙染土壤的修復和治理問題，具有良好的環境效益、社會效益和經濟效益，在砷汙染土壤的修復和治理方面具有巨大的應用潛力。
實施例1在含砷209mg/kg的砷汙染土壤中移栽蜈蚣草幼苗，當植物成活後按照普通農作物的管理辦法進行管理，6個月後收割地上部。經測定，此時蜈蚣草地上部從土壤中吸收的總砷量為3140mg/kg，土壤含砷量則由原來的209mg/kg降低到177mg/kg，相當於使土壤中的總砷減少15.0％。以後當蜈蚣草生長4-5個月則連續收割地上部，土壤中砷的含量將不斷減少，最終使汙染土壤的含砷量降低到正常土壤的含砷水平，以達到消除土壤砷汙染的目的。
實施例2從
圖1中可以看出，種植6個月後，其葉片的含砷量由原來的1850mg/kg增加到5070mg/kg。蜈蚣草地上部含有如此大量的砷，通過收穫地上部則可以將大量的土壤中的砷帶走，達到清除砷汙染的效果。
權利要求
1.一種治理砷汙染土壤的方法包括，將蜈蚣草直接移植或者通過分苗方式移植到砷汙染土壤中，其特徵在於控制土壤pH為中性和偏鹼性之間；定期或視蜈蚣草生長高度進行收割，並將其轉移到其他地方集中處理。
2.根據權利要求1所述的治理砷汙染土壤的方法，其特徵在於偏酸性土壤施用鹼性物質進行調節。
3.根據權利要求1所述的治理砷汙染土壤的方法，其特徵在於所述的鹼性物質為石灰或鹼性肥料。
4.根據權利要求1所述的治理砷汙染土壤的方法，其特徵在於所述的定期收割為，首次收割地上部在生長5-6個月時進行，以後每生長4-5個月收割一次。
5.根據權利要求1所述的治理砷汙染土壤的方法，其特徵在於所述的定期收割為蜈蚣草生長到50～80cm高度時收割一次。
6.根據權利要求1所述的治理砷汙染土壤的方法，其特徵在於所述的收割地上部時留茬5～10cm高。
全文摘要
本方法涉及以蜈蚣草修復和治理砷汙染土壤(包括溼地)的方法，該方法通過蜈蚣草的根系大量吸收環境中的砷，並向上輸送和轉運到地上部。當植物生長到50～80cm高度時或生長5～6個月後收割地上部(留茬5～10cm高)並將其移走，則可從土壤中帶走大量砷，從而達到快速清除砷汙染的目的。對於酸性土壤，則通過施用石灰或鹼性肥料等方法提高汙染土壤的pH。
文檔編號B09C1/00GK1397390SQ01120519
公開日2003年2月19日 申請日期2001年7月18日 優先權日2001年7月18日
發明者陳同斌, 韋朝陽 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所