鱼腥草在修复土壤铅污染中的应用

摘要

本发明公开了鱼腥草在修复土壤铅污染中的应用，在铅污染土壤中种植鱼腥草。通过鱼腥草吸收提取土壤中的铅，永久性地解决土壤铅污染问题，具有能耗较低、可操作性强；对环境扰动少、不破坏土壤理化性质，不引起二次污染；在治理环境的同时，对其所累积的重金属还可利用先进技术回收，从而创造一定的经济效益；费用低廉，适用于大面积的重金属污染土壤等优点。

说明书

技术领域

本发明属于重金属污染土壤的植物修复技术领域，特别涉及植物鱼腥草在修复土壤铅污染中的应用。

背景技术

铅与人类生活关系十分密切，整个环境中普遍都存在铅，环境中的铅主要来源于采矿、冶炼工业以及含铅的涂料、纸张、汽油、炸药等的生产和使用，同时城市污水、淤泥中也含有大量的铅。几千年来人类对自然资源的不断开发和利用，加上工业的迅猛发展，造成了日益严重的全球性铅污染。土壤铅污染对土壤微生物、土壤酶活性以及土壤的理化性质都会产生影响。植物体内会累积一定量的铅，通过食物链的方式危害人体的健康。铅毒的临床表现为贫血、便秘、腹痛、呕吐以及食欲减退等。近年来有关研究主要集中在铅的生殖毒性作用以及对儿童健康的影响方面，发现铅对人体有极强的危害。因此修复铅污染土壤，已成为我国土壤可持续利用亟待解决的问题。

重金属污染土壤修复已成为全球性的研究热点之一。传统的土壤重金属污染治理措施主要有客土、换土和排土法；水洗和淋溶法；电化学修复法；施用改良剂等。虽然这些措施在治理农田重金属污染方面具有切实有效和见效快的特点，但投资昂贵、所需设备复杂、易破坏土壤结构和生态环境，而且容易引起二次污染，所以推广很难，并且也不能从根本上解决土壤重金属污染问题。

植物修复技术(Phytoremediation)是一种新兴的、廉价而又高效的重金属污染土壤治理技术。目前工作的重点是进一步寻找和开发具有良好遗传性能的富集植物和超富集植物。铅进入土壤后会直接被植物吸收，而在自然界中多数植物对铅的吸收能力很低，普通植物铅含量一般不超过10.00mg/kg干重，已发现的为数不多的铅超富集植物主要来自国外，而国内发现的对铅具有较高富集能力的物种并不多。因此，致力于发现生物量大、生长速率快，体内重金属含量高的铅超富集植物是植物修复技术的主要研究方面之一。但是目前发现的超积累植物毕竟是少数，而且有的植物生长缓慢，个体矮小，生物量小，不适合用于植物修复，所以在寻找开发修复重金属污染土壤的植物物种时也可放眼于一些耐性好，生物量大，虽未达到超积累但也有较高耐性和富集能力的植物。

鱼腥草(Houttuynia cordata thunberg)，属三白草科(Saururaceae)蕺草属植物，又名岑草、侧耳根、臭腥草等，是多年生草本植物，自然状态下高约30厘米，人工栽培成株可达60-100厘米，在我国分布非常广泛。具有生物量高、根系发达、生长速率快、对环境适应性强等特点。

发明内容

发明人在长期大量的试验研究过程中，发现鱼腥草具有一定的吸收提取土壤中铅的特性；因此，本发明的主要目的就是针对上述现有技术可用于植物修复土壤铅污染的植物资源不足的问题，提供一种可用于修复土壤铅污染的新的植物资源，将鱼腥草合理用于修复土壤铅污染；具有简单易行、高效、安全、成本低等特点。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

鱼腥草在修复土壤铅污染中的应用，在铅污染土壤中种植鱼腥草，通过鱼腥草根系大量吸收提取土壤中的铅，并将其转移至植物体内，适时移走，达到修复土壤中铅污染的目的。

在种植鱼腥草时可采用地下茎段扦插方法，取鱼腥草地下茎段，扦插于铅污染土壤中即可；也可采用地下茎段的壮苗进行栽培。

鱼腥草的种植可于一年中的任意时间进行，其繁殖能力强，成活率高，种植后管理较为简单，不需特殊管理，可采用露天种植；种植后，根据土壤缺水情况不定期浇水即可，对土壤含水量无严格要求，尽量保持土壤湿润即可。

为提高修复土壤中铅污染的效果，当鱼腥草生长至一定程度、植物体内含铅量较高时，可适时收获，以方便再次种植，达到更彻底修复土壤中铅污染的目的。通常情况下，可在鱼腥草成熟(指鱼腥草扬花)前后，将其整体或者带部分地下茎的植株从铅污染土壤中移走。

收获时，根据土壤中铅污染含量等情况，可以收获的部分地下茎段进行扦插、再次种植；或者保留部分地下茎在土壤内，待下次种植时再取出进行扦插；通过在铅污染土壤中多次种植鱼腥草，循环修复，直至最终修复铅污染土壤，使土壤中铅含量达到环保要求。

发明人通过试验研究还发现，鱼腥草植物对土壤中铅含量的耐性具有一定的限度，当土壤铅浓度大于3000mg/kg时，植物生物量明显下降、根系耐性指数明显降低。因此，将鱼腥草应用于修复土壤铅污染时，以铅污染土壤中铅含量为低于3000mg/kg的效果最佳。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在铅污染土壤中种植鱼腥草来吸收提取土壤中的铅，永久性地解决土壤铅污染问题。具有能耗较低、可操作性强；对环境扰动少、不破坏土壤理化性质，不引起二次污染；费用低廉，适用于大面积的重金属污染土壤等优点；并且，在治理环境的同时，对其所累积的重金属还可利用先进技术回收，从而创造一定的经济效益。

附图说明

图1示出了实施例1不同铅浓度处理土壤中所收获鱼腥草的生物量；

图2示出了实施例1不同铅浓度处理土壤中所收获鱼腥草对铅的单株积累量和富集量。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1

本实施例为鱼腥草在修复土壤铅污染中的应用，具体应用方法如下：

土样采自雅安市雨城区严桥镇三九药业鱼腥草种植基地，水稻土。土样经风干，压碎，过2目筛后混匀，进行土壤培养。以Pb(NO₃)₂供给土壤铅，设九个处理浓度：0、250、500、1000、1500、2000、3000mg/kg(Pb²⁺)，反复加水，自然风干；如此预培养三个月。土壤中铅含量分别为：39.02、286.0、539.0、1039、1539、2039、3039mg/kg。加入无机肥料(按N∶P₂O₅∶K₂O比值为1∶0.42∶2.37)做基肥，风干后进行盆栽试验。于11月种植，每处理重复4次，每盆装土10kg，每盆平行种植(扦插)四根鱼腥草地下茎段(每段上3个节)，扦插后满足水分，网室内培养。不定期浇水，保持土壤湿润，除草。成熟后收获，称其生物量，并分析植株不同部位的铅含量。

图1显示了不同铅浓度处理土壤中所收获鱼腥草的生物量。当土壤中铅浓度＜2000mg/kg时，鱼腥草生物量无显著变化，表现出较强的耐性；但在铅污染水平很高时，即投加浓度为3000mg/kg情况下，鱼腥草生物量显著下降。另外，根系耐性也可以很好的反映植物对重金属的耐性。根系耐性指数是各处理的根系长度与对照根系长度的比值，可以很好的反映植物对重金属的耐性。表1显示了不同铅处理浓度下鱼腥草地下根茎的耐性指数。当铅处理浓度＜2000mg/kg时根系耐性指数均大于1，铅处理浓度在3000mg/kg时小于1。以上均说明鱼腥草对铅的耐性虽然较强但还是有一定的限度，这就是说，在土壤铅浓度大于3000mg/kg时，植物生物量明显下降。

表1  鱼腥草地下根茎耐性指数

图2反应了不同铅浓度处理土壤上鱼腥草对铅的单株积累量和富集量，可知铅投加浓度为2000mg/kg时，鱼腥草体内铅含量达523mg/kg，且植株对铅的单株累积量最高，达107.1ug/株，与东南景天相近(有研究发现东南景天铅富集生态型单株累积量为108.0ug/株)。说明鱼腥草对铅具有较强富集能力，尤其对于土壤中铅污染浓度在2000mg/kg左右时具有很大的修复潜力。

从上述实施例可以看出，鱼腥草对土壤中的铅具有较强的耐性和富集性，对铅污染土壤具有较强的修复能力。