龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯修复镉污染土壤的方法

摘要

龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯修复镉污染土壤的方法，它涉及一种龙葵修复土壤的方法。它解决了现有龙葵修复土壤污染方法存在生物量低、修复率低、耗时长、不易机械化作业，并易造成土壤二次污染的问题。方法：一、将龙葵种子浸泡于二烷氨基乙醇羧酸酯后在土壤中培养；二、将长到4叶的龙葵幼苗移栽到镉污染土壤中，然后在龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯；三、待龙葵成熟后收割。本发明方法采用叶面喷施，具有操作简便，机械化程度高，避免了土壤二次污染，并提高龙葵的生长速度，增加了地上部分镉提取量，具有修复率高的优势；本发明应用龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯将会实现高生物量及对土壤中高镉的提取，可加速土壤镉污染治理的进程。

说明书

技术领域

本发明涉及一种龙葵修复土壤的方法。

背景技术

近十年，土壤污染已经引起了公众的广泛关注，不断增加的污染已经导致了大面积土地不能耕作并影响了人类的健康。而土壤污染中又以重金属污染最为难处理，因重金属污染是一类不能被生物所降解，并沿着食物链富集的污染物，生态危险性高，其中尤以汞和镉的危害最大。传统的治理方法主要采用物理或化学方法，但存在费用高、设备复杂，对大面积的污染的修复效果差以及二次污染的缺点，而逐渐被人们所抛弃；相比传统治理技术的不足，植物修复技术以成本低、操作简单、环境友好等优点而倍受青睐，但是随着研究的深入，植物修复的不足之处也逐渐被人们所发现，目前植物修复镉污染土壤方法最成功的方法为龙葵修复技术，但是龙葵修复存在提取植物的生物量低、生长缓慢、修复周期长、且不易机械化作业及造成二次污染的问题。所以，在实际中难以大面积应用并难以满足快速修复污染土壤的需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有龙葵修复土壤方法存在生物量低、修复率低、耗时长且不易机械化作业并易造成二次污染的问题，而提供一种龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯修复镉污染土壤的方法。

龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯修复镉污染土壤的方法按以下步骤实现：一、将龙葵种子浸泡于浓度为1～20mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯中处理20～30h，然后种植于Cd²⁺浓度为0～0.28mg/kg土壤中，培养；二、将长到4叶的龙葵幼苗移栽到Cd²⁺浓度为0.29～100mg/kg的土壤中，在移栽后的第5天、第20天、第40天和第60天分别对龙葵叶面喷施浓度为1～20mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯；三、待龙葵成熟后收割，即可修复土壤中的镉污染。

本发明利用植物生长调节剂二烷氨基乙醇羧酸酯(DA-6)对超积累植物龙葵进行叶面喷施，使得超积累植物龙葵积累了高的生物量；因为在本发明中采用叶面喷施的方式，将使得本发明具有可操作性强、费用低廉、不破坏土壤理化性质、不造成二次污染的优点；本发明应用超积累植物龙葵将会实现高生物量及对土壤中高镉的提取，可大大提高土壤的修复率，也可加速土壤镉污染治理的进程。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯修复镉污染土壤的方法按以下步骤实现：一、将龙葵种子浸泡于浓度为1～20mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯中处理20～30h，然后种植于Cd²⁺浓度为0～0.28mg/kg土壤中，培养；二、将长到4叶的龙葵幼苗移栽到Cd²⁺浓度为0.29～100mg/kg的土壤中，在移栽后的第5天、第20天、第40天和第60天分别对龙葵叶面喷施浓度为1～20mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯；三、待龙葵成熟后收割，即可修复土壤中的镉污染。

本实施方式步骤一中土壤由哈尔滨理工大学花圃土与草炭按10∶1质量比混合而成。

本实施方式中栽培的方式均采用露天栽培方式。

本实施方式步骤二中每次喷施二烷氨基乙醇羧酸酯的量以龙葵正反叶面湿润不流动为止。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中土壤采自深度于1～20cm的黑土，土壤的基本肥力为308.61mg/kg的碱解氮、104.1mg/kg的有效磷、281.0mg/kg的有效钾、11.94％的有机质和浓度为0.28mg/kg的Cd²⁺，pH为7.0～8.0。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中土壤采自深度于4～5cm的黑土。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中将龙葵种子浸泡于浓度为2～18mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯中。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中将龙葵种子浸泡于浓度为15mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯中。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中将龙葵种子浸泡于浓度为10mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯中。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四、五或六不同的是步骤一中处理时间为22～28h。其它步骤及参数与具体实施方式四、五或六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四、五或六不同的是步骤一中处理时间为24h。其它步骤及参数与具体实施方式四、五或六相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一、二、七或八不同的是步骤一中土壤的Cd²⁺浓度为0.1～0.2mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七或八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一、二、七或八不同的是步骤一中土壤的Cd²⁺浓度为0.15mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七或八相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一、二、七或八不同的是步骤一中土壤的Cd²⁺浓度为0.05mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七或八相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式九、十或十一不同的是步骤二中二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为2～18mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式九、十或十一相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式九、十或十一不同的是步骤二中二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式九、十或十一相同。

具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式九、十或十一不同的是步骤二中二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式九、十或十一相同。

具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四不同的是步骤二中后土壤的Cd²⁺的浓度为10mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四相同。

具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四不同的是步骤二中后土壤的Cd²⁺的浓度为25mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四相同。

具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四不同的是步骤二中后土壤的Cd²⁺的浓度为50mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四相同。

具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四不同的是步骤二中后土壤的Cd²⁺的浓度为100mg/kg。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、七、八、十二、十三或十四相同。

具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十五、十六、十七或十八不同的是对土壤进行给水管理，使土壤的含水量为40％～95％。其它步骤及参数与具体实施方式十五、十六、十七或十八相同。

具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式十五、十六、十七或十八不同的是对土壤进行给水管理，使土壤的含水量为55％。其它步骤及参数与具体实施方式十五、十六、十七或十八相同。

具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式十九或二十不同的是对土壤进行给水管理所使用的水为不含有镉离子的水资源。其它步骤及参数与具体实施方式十九或二十相同。

具体实施方式二十二：本实施方式龙葵叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯修复镉污染土壤的方法按以下步骤实现：一、将龙葵种子浸泡于浓度为10mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯中处理24h，然后种植于Cd²⁺浓度为0.1mg/kg土壤中，培养；二、将长到4叶的龙葵幼苗移栽到Cd²⁺浓度为10mg/kg的土壤中，在移栽后的第5天、第20天、第40天和第60天分别对龙葵叶面喷施浓度为10mg/kg的二烷氨基乙醇羧酸酯；三、待龙葵成熟后收获即可修复土壤中的镉污染；其中步骤一中土壤采自深度于10cm的黑土，土壤的基本肥力为308.61mg/kg的碱解氮、104.1mg/kg的有效磷、281.0mg/kg的有效钾、11.94％的有机质和浓度为0.28mg/kg的Cd²⁺，pH值为7.5。

按照本实施方式方法修复后的土壤污染物镉含量大幅度降低，土壤的修复率增强同时采用叶面喷施的方法，也避免了对土壤造成二次污染。

具体实施方式二十三：本实施方式将不同浓度的二烷氨基乙醇羧酸酯喷施到龙葵叶面上，二烷氨基乙醇羧酸酯(DA-6)的喷施浓度、土壤中的镉浓度、龙葵地上部分镉浓度/土壤中镉浓度(AC)及龙葵地上镉提取量如表1所示。

表1

表1中DA-6-5表示二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg；DA-6-10表示二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg；DA-6-15表示二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为15mg/kg。

从表1中可以看出，在龙葵地上镉浓度不断升高的情况下，龙葵对地上部分的吸附Cd²⁺能力也在不断的提高。这样土壤中的污染镉含量大幅度降低，修复了土壤重金属的污染程度。

当土壤中的镉浓度为0mg/kg时，叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(在二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为15mg/kg的条件下)，经测得龙葵提取率分别增加了14.86％，37.97％和32.78％。

当土壤中的镉浓度为10mg/kg时，叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(在二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为15mg/kg的条件下)，经测得龙葵提取率分别增加了8.29％，25.38％和24.24％。

当土壤中的镉浓度为25mg/kg时，叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(在二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为15mg/kg的条件下)，经测得龙葵提取率分别增加了28.05％，35.51％和34.94％。

当土壤中的镉浓度为50mg/kg时，叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(在二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为15mg/kg的条件下)，经测得龙葵提取率分别增加了6.04％，20.64％和6.0％。

当土壤中的镉浓度为100mg/kg时，叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(在二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为5mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为10mg/kg、二烷氨基乙醇羧酸酯的浓度为15mg/kg的条件下)，经测得龙葵提取率分别增加了13.84％，20.95％和15.60％。