CN104353661A - 一种治理重金属污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种治理重金属污染土壤的方法，包括如下步骤：1）在受重金属污染的土壤中种植淀粉植物；2）向土壤中施加能够促进淀粉植物对重金属的富集的土壤修复微生物。该方法操作简单，只需农民在农田中正常种植农作物即可，不影响农民收入，也无需额外人力、物力种植农作物，成本低，适用性广，适于推广，农民收获淀粉植物后，只需将其收购，提取重金属，即可回收重金属，对土壤进行根治，而且提取重金属后得到的淀粉还可用于工业领域，产生经济效益。

Description

一种治理重金属污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及重金属污染治理领域，尤其是一种治理重金属污染土壤的方法。 

背景技术

环境中重金属污染具有隐蔽性、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，最终影响人类健康，现在，由于地质成因和人类活动，镉等重金属更是对稻田、麦地、玉米地等农田生态***造成污染，重金属以更短的周期通过食物链被人体摄入，对人类健康造成极大的威胁。利用重金属富集植物或超富集植物(hyperaccumulator)对土壤进行植物修复具有投资少、效率高，且不造成二次污染等多种特性，显示了极大的潜力。 

专利号为201110025413.1的中国专利公开了水麻在修复土壤重金属镉污染中的应用，通过在重金属污染土壤中栽种水麻，再收割水麻地上部分，留桩部分继续发枝，对收割的地上部分进行灰化处理，提取重金属，能有效降低污染土壤中的镉的含量，从而修复污染土壤；水麻对镉等重金属具有显著的富集特性，而且由于水麻的生命力非常旺盛，易于成活，且其自然繁殖生长快速，在其整个生长过程中均不需要进行特殊管理，水麻属多年生灌木植物，可留桩发枝，因而修复土壤成本较低、可操作性强。专利号为201110050461.6的中国专利公开了蒲儿根在修复土壤重金属镉污染中的应用，在金属镉污染的土壤中种植蒲儿根，蒲儿根在栽种时需定期进行剪枝收割，留桩发枝，并对其收割枝条后进行灰化处理，提取重金属，从而对重金属镉污染的土壤进行修复；蒲儿根对镉等重金属具有显著的富集特性，而且由于蒲儿根的生命力非常旺盛，易于成活，且其自然繁殖生长快速，在其整个生长过程中不需要特殊管理，因而成本较低、可操作性强。可用于修复土壤重金属污染的植物还包括印度芥菜、宝山堇菜、蒲公英、龙葵、小白酒花、东南景天等，它们对镉单一及复合污染均有较强的耐性和积累能力。但是这些现有技术仍然存在以下不足： 

1）应用有局限性：现有利用水麻或蒲儿根等植物修复土壤的技术，土壤专门用于种植能够富积重金属的植物，这些植物收获后，再提取重金属；该修复土壤的过程，需要投入大量资源（人力、物力和财力等），土地被占用，无任何经济效益，只适于在耕地以外的闲置土地上推广，适用性差。

2）成本高：一方面修复的过程中，种植植物，需要人力、物力等资源投入，另一方面又没有能够产生经济效益的产出，土地没有得到有效利用，修复过程的代价高，浪费大量资源。 

3）操作复杂：需专门的人员对土壤进行修复，修复过程要繁复的时行收割、灰化、提取过程。 

发明内容

本发明的任务是克服上述已有技术的不足，提供一种操作简单、成本低、适用性广、适于推广的治理重金属污染土壤的方法。 

本发明通过下述技术方案来实现： 

一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：其包括如下步骤：

1）在受重金属污染的土壤中种植淀粉植物；

2）向土壤中施加能够促进淀粉植物对重金属的富集的土壤修复微生物。

本发明进一步的改进方案包括： 

所述土壤修复微生物包括选自分枝杆菌属、假单胞菌属和放线菌属中的至少一种微生物；优选土壤修复微生物包括选自分枝杆菌属中的至少一种微生物、选自假单胞菌属中的至少一种微生物和选自放线菌属中的至少一种微生物。

选自分枝杆菌属的所述土壤修复微生物包括草分支杆菌和/或分支杆菌RJGH-135菌株。 

选自假单胞菌属的所述土壤修复微生物包括铜绿假单胞菌。 

选自放线菌属的所述土壤修复微生物包括金霉素链球菌。 

所述治理重金属污染土壤的方法还包括步骤3）：向土壤中施加能够促进淀粉植物生长的肥料。 

所述淀粉植物为玉米、水稻、马铃薯、甘薯或木薯。 

所述步骤2）和所述步骤3）的操作方法为：先将所述土壤修复微生物与所述肥料混合，再将混合有土壤修复微生物的肥料施加到土壤中。 

所述治理重金属污染土壤的方法还包括步骤4）：在淀粉植物成熟后，收取淀粉植物，提取重金属。 

所述治理重金属污染土壤的方法还包括步骤5）：淀粉植物成熟后，收取淀粉植物富含淀粉的部位制备工业淀粉，收取淀粉植物剩余部分加工成粉末，提取重金属。 

所述步骤5）中利用淀粉植物富含淀粉的部位制备工业淀粉的方法可为：将淀粉植物富含淀粉的部位制成浆料，在浆料中添加能够将重金属沉降的钝化微生物，再过滤，即可得到提取重金属后的淀粉，处理滤渣即可提取出重金属。 

本发明的有益效果是：操作简单，只需农民在农田中正常种植农作物即可，不影响农民收入，也无需额外人力、物力种植农作物，成本低，适用性广，适于推广，农民收获淀粉植物后，只需将其收购，提取重金属，即可回收重金属，对土壤进行根治，而且提取重金属后得到的淀粉还可用于工业领域，产生经济效益。 

具体实施方式

以下对本发明一种治理重金属污染土壤的方法作进一步描述: 

实施例1：

一种治理重金属污染土壤的方法，包括如下步骤：

1）在受重金属污染的土壤中种植淀粉植物；

2）向土壤中施加能够促进淀粉植物对重金属的富集的土壤修复微生物。

优选淀粉植物为可用于制取工业淀粉的玉米、水稻、马铃薯、甘薯或木薯。 

优选土壤修复微生物包括选自分枝杆菌属、假单胞菌属和放线菌属中的至少一种微生物；更优选土壤修复微生物包括选自分枝杆菌属中的至少一种微生物、选自假单胞菌属中的至少一种微生物和选自放线菌属中的至少一种微生物，采用由包括分枝杆菌属、假单胞菌属和放线菌属等三个属的微生物组合而成的土壤修复微生物，能够有效促进淀粉植物对于重金属的富集。 

优选选自分枝杆菌属的土壤修复微生物包括草分支杆菌和/或分支杆菌RJGH-135菌株。草分支杆菌的拉丁文名称为Mycobacterium phlei （简称M.phlei），标准菌株号ATCC11758。 

优选选自假单胞菌属的土壤修复微生物包括铜绿假单胞菌 (Pseud omonas aeruginosa)。 

优选选自放线菌属的土壤修复微生物包括金霉素链球菌(Streptomycse aureofaciens Ouggar)。 

优选治理重金属污染土壤的方法还包括步骤3）：向土壤中施加能够促进淀粉植物生长的肥料，以使重金属能够更多、更快的富积在淀粉植物中。 

优选周时进行步骤2）和步骤3），以节约操作工序，方法如下：先将土壤修复微生物与肥料混合，制成含有土壤修复微生物的肥料，再将制成的复合肥料施加到土壤中，肥料可以使用农家肥或其他非纯化学肥料。 

优选治理重金属污染土壤的方法还包括步骤4）：在淀粉植物成熟后，收取淀粉植物，提取重金属。可采用如下步骤5）的方式处理淀粉植物：淀粉植物成熟后，收取淀粉植物富含淀粉的部位制备工业淀粉，收取淀粉植物剩余部分（剩余部分是指淀粉植物收取富含淀粉部位以后的剩余的部分）加工成粉末，提取重金属。如果应用领域对淀粉中重金属含量有特殊限制，可通过下述方法制备工业淀粉：将淀粉植物富含淀粉的部位制成浆料，在浆料中添加能够将重金属沉降的钝化微生物，再过滤，即可得到提取重金属后的淀粉，处理滤渣即可提取出重金属；也通过其它已有方法从淀粉中提取重金属。 

本发明可通过在受重金属污染的土壤中，种植能够用于制取工业淀粉的淀粉植物，同时施用含土壤修复微生物的肥料来促进重金属的吸收和淀粉植物生长，淀粉植物成熟后，收取植物富含淀粉的部位制备工业淀粉，用于增加产品性收益，将剩余部分加工成粉末，提取重金属，达到治理重金属污染的目的。 

实施例2： 

本实施例是在实施例1的基础上进行的对照实验：

选取受重金属镉污染的土地4亩，经检测受污染程度非常近似，将其等分为面积为1亩的4块，标记为1、2、3、4组。第1组种植玉米，不施用含有土壤修复微生物的复合肥料，第2组种植玉米，施用含有土壤修复微生物的复合肥料1（含有草分支杆菌、铜绿假单胞菌和金霉素链球菌），第3组种植红薯，不施用含有土壤修复微生物的复合肥料，第4组种植红薯，施用含有土壤修复微生物的复合肥料（含有草分支杆菌、铜绿假单胞菌、分支杆菌RJGH-135菌株和金霉素链球菌）。根据土壤水分状况进行不定期浇水，保证作物正常生长，期间不喷洒其他营养液。成熟后收取淀粉富集部位（红薯块茎和玉米）用于制备工业淀粉，其他地上部分收集后测定重金属镉的累积量、富集系数。检测结果见下表1。

表1淀粉植物对于镉的富集特征 

从表1的数据可知，淀粉植物对重金属（镉）具有很好的富积性，重金属能够在淀粉植物中大量富积，施加含有土壤修复微生物的复合肥料能够明显提高淀粉植物对重金属的富积性，采用本发明方法能够快速根治土壤的重金属污染问题。

  

Claims (10)

1.一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：其包括如下步骤：

1）在受重金属污染的土壤中种植淀粉植物；

2）向土壤中施加能够促进淀粉植物对重金属的富集的土壤修复微生物。

2.根据权利要求1所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述土壤修复微生物包括选自分枝杆菌属、假单胞菌属和放线菌属中的至少一种微生物。

3.根据权利要求2所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，选自分枝杆菌属的所述土壤修复微生物包括草分支杆菌和/或分支杆菌RJGH-135菌株。

4.根据权利要求2所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，选自假单胞菌属的所述土壤修复微生物包括铜绿假单胞菌。

5.根据权利要求2所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，选自放线菌属的所述土壤修复微生物包括金霉素链球菌。

6.根据权利要求2所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：其还包括步骤3）：向土壤中施加能够促进淀粉植物生长的肥料。

7.根据权利要求2所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述淀粉植物为玉米、水稻、马铃薯、甘薯或木薯。

8.根据权利要求6所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤2）和所述步骤3）的操作方法为：先将所述土壤修复微生物与所述肥料混合，再将混合有土壤修复微生物的肥料施加到土壤中。

9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：其还包括步骤4）：在淀粉植物成熟后，收取淀粉植物，提取重金属。

10.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的一种治理重金属污染土壤的方法，其特征在于：其还包括步骤5）：淀粉植物成熟后，收取淀粉植物富含淀粉的部位制备工业淀粉，收取淀粉植物剩余部分加工成粉末，提取重金属。