促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集。高生物量植物為冊(cè)亨本地油菜。含硫螯合劑為硫代硫酸銨或硫氰酸銨。含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.2％?4％。通過(guò)化學(xué)螯合劑促進(jìn)了土壤固相的砷和銻分配到液相，加了土壤砷和銻的生物有效性，促進(jìn)了植物對(duì)砷和銻的植物提取效率，大大縮短了通過(guò)植物提取去除土壤砷和銻的修復(fù)周期，節(jié)約了植物修復(fù)成本。

Chemical induction method for promoting plant enrichment of arsenic and antimony in soil

The invention discloses a method for promoting chemical plant induced enrichment of soil arsenic and antimony, high biomass plants planted in to repair of arsenic pollution in soil, plant for 7 days before harvest, add sulfur chelating agents into the soil to react with arsenic in soil, arsenic in soil from the solid phase to liquid phase. To promote the enrichment of plants to arsenic and antimony. High biomass plants for local rape cehengensis. The sulfur containing chelating agent is ammonium thiosulfate or ammonium thiocyanate. The amount of soil sulfur chelating agent 0.2% of the weight of 4%. The chelating agent to promote the distribution of arsenic and antimony in soil solid phase to the liquid phase, and the bioavailability of soil arsenic and antimony, promote plants to arsenic and antimony extraction efficiency, shorten the repair cycle of soil removal of arsenic and antimony extraction by plant, saving the cost of repair plant.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法
本專利技術(shù)屬于土壤污染保護(hù)
，涉及一種促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法。
技術(shù)介紹
砷和銻是動(dòng)植物的非必需元素、毒性強(qiáng)且對(duì)人體危害大。砷被國(guó)際衛(wèi)生組織(WHO)列為10大對(duì)人體健康危害最大的重金屬之一。長(zhǎng)期飲用含有砷的飲用水會(huì)導(dǎo)致皮膚癌、肺癌、膀胱癌、腎癌和“烏腳病”等，因此WHO規(guī)定應(yīng)用水中砷的濃度不能超過(guò)10μg/L。含銻污染物能通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體，會(huì)刺激呼吸道及皮膚、引起塵肺和腸胃病等。如果直接接觸銻化合物，會(huì)引起頭暈、頭痛、嘔吐、腎損害或肝損害等，其中三氧化二銻被認(rèn)為具有致癌性。有色金屬冶煉活動(dòng)致使大量的含砷和銻的污染物進(jìn)入到土壤中，不僅造成嚴(yán)重污染而且使得土壤質(zhì)量下降。土壤中砷和銻能隨食物鏈進(jìn)入到動(dòng)物和人體中，造成毒害。由于砷礦物中通常伴生有銻等其它重金屬，采礦業(yè)冶煉活動(dòng)不僅導(dǎo)致土壤砷污染而且還有銻污染。傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法修復(fù)污染土壤對(duì)環(huán)境擾動(dòng)大、成本相對(duì)較高、操作相對(duì)較復(fù)雜、且易產(chǎn)生二次污染等。近年來(lái)，植物提取技術(shù)逐漸成為關(guān)注的熱點(diǎn)，具有成本低、環(huán)境友好、易操作、可修復(fù)大面積污染土壤等優(yōu)點(diǎn)。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了砷的超累積植物，比如蜈蚣草。盡管這些超累積植物具有很強(qiáng)的砷富集能力，但是超積累植物生長(zhǎng)緩慢、生物量相對(duì)較低、對(duì)地域具有選擇性等缺點(diǎn)。此外，超累積植物無(wú)法從土壤中高效的富集多種重金屬，比如銻。利用高生物量的植物來(lái)實(shí)施植物提取技術(shù)成為新的思路，尤其在超富集植物不宜生長(zhǎng)的氣候區(qū)域。雖然與超富集植物相比，傳統(tǒng)的生物量大的植物對(duì)重金屬的富集能力要相對(duì)差，但是通過(guò)恰當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)使可以得這些高生物量植物能同時(shí)富集砷和銻，達(dá)到去除土壤多種重金屬的目的。在土壤中添加化學(xué)螯合劑使之與重金屬配位，增加重金屬的生物有效性，提高高生物量作物對(duì)重金屬的富集能力，促進(jìn)植物提取效率。目前，國(guó)際和國(guó)內(nèi)在利用化學(xué)螯合劑誘導(dǎo)植物富集土壤砷和銻的領(lǐng)域處于技術(shù)空白。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，促進(jìn)了植物對(duì)砷和銻的植物提取效率。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是，促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集。進(jìn)一步的，所述高生物量植物為冊(cè)亨本地油菜。進(jìn)一步的，所述含硫螯合劑為硫代硫酸銨或硫氰酸銨。進(jìn)一步的，所述含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.2％-4％。本專利技術(shù)的有益效果是通過(guò)化學(xué)螯合劑促進(jìn)了土壤固相的砷和銻分配到液相，加了土壤砷和銻的生物有效性，促進(jìn)了植物對(duì)砷和銻的植物提取效率，大大縮短了通過(guò)植物提取去除土壤砷和銻的修復(fù)周期，節(jié)約了植物修復(fù)成本。本專利技術(shù)具有成本低、操作簡(jiǎn)單、能原位處理復(fù)合砷銻污染土壤和無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中銻的富集特征圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分銻的富集特征圖。圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中砷的富集特征圖。圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分砷的富集特征圖。圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中砷的富集特征圖。圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫代硫酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分砷的富集特征圖。圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜根系中銻的富集特征圖。圖8是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤添加不同量硫氰酸銨后冊(cè)亨本地油菜地上部分銻的富集特征圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，大大增加了土壤生物有效態(tài)砷和銻的含量，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集，提高植物提取效率。優(yōu)選的，高生物量植物為冊(cè)亨本地油菜。優(yōu)選的，含硫螯合劑包括硫代硫酸銨((NH4)2S2O3)或硫氰酸銨(NH4SCN)優(yōu)選的，含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.2％-4％。進(jìn)一步的優(yōu)選，含硫螯合劑的用量占土壤重量的0.5％。進(jìn)一步的優(yōu)選，含硫螯合劑的用量占土壤重量的3％。進(jìn)一步的優(yōu)選，含硫螯合劑的用量占土壤重量的2％。實(shí)施例1通過(guò)溫室盆栽試驗(yàn)研究添加不同量硫代硫酸銨和硫氰酸銨對(duì)冊(cè)亨本地油菜富集土壤砷和銻的影響。采集貴州某礦區(qū)砷銻復(fù)合污染土壤開(kāi)展溫室盆栽試驗(yàn)(土壤總砷：3122mg/kg；總銻：322mg/kg)。污染土壤破碎并風(fēng)干后過(guò)4毫米尼龍篩。將土壤分裝到若干個(gè)塑料花盆中，每盆裝入土壤0.7公斤。每個(gè)花盆分別加入尿素和磷酸二氫鉀各0.3克，種植冊(cè)亨本地油菜。植物在生長(zhǎng)33天后，每周分別補(bǔ)充0.1g尿素和0.18g磷酸二氫鉀，直至到收割。硫代硫酸銨設(shè)置4個(gè)梯度即：土壤中不添加螯合劑、每公斤土壤添加0.5克螯合劑(硫代硫酸銨和硫氰酸銨任意一種)、每公斤土壤添加2克螯合劑(硫代硫酸銨和硫氰酸銨任意一種)和每公斤土壤添加3克螯合劑(硫代硫酸銨和硫氰酸銨任意一種)。植物總共培養(yǎng)85天，螯合劑在培養(yǎng)第78天時(shí)加入。植物收割后測(cè)定植物砷和銻的含量。由圖1和圖2冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)銻含量可以看出：在每公斤土壤中添加2克硫代硫酸銨，植物根系和地上部分銻含量顯著高于對(duì)照(未添加硫代硫酸銨組)，銻含量分別增加了101％和157％，表明了硫代硫酸銨極大誘導(dǎo)了冊(cè)亨本地油菜對(duì)銻的富集。由圖3和圖4冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)砷含量可以看出：冊(cè)亨本地油菜根系的砷含量隨著土壤硫氰酸銨添加量增加而升高，每公斤土壤添加2克硫氰酸銨的處理其地上部分砷含量最高。說(shuō)明了硫氰酸銨能促進(jìn)植物根系對(duì)砷的吸收以及在地上部分的富集。由圖5和圖6冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)砷含量可以看出：在每公斤土壤中添加2克硫代硫酸銨，植物根系和地上部分砷含量顯著高于對(duì)照(未添加硫代硫酸銨組)，砷含量分別增加了185％和300％，表明了硫代硫酸銨極大誘導(dǎo)了冊(cè)亨本地油菜對(duì)砷的富集。由圖7和圖8冊(cè)亨本地油菜體內(nèi)銻含量可以看出：在每公斤土壤中添加3克硫氰酸銨，植物根系和地上部分銻含量顯著高于對(duì)照(未添加硫氰酸銨組)，銻含量分別增加了43％和90％，表明了硫氰酸銨促進(jìn)冊(cè)亨本地油菜對(duì)銻的富集。總之，每公斤土壤中添加2克和3克硫代硫酸銨或者硫氰酸銨后，能極大提高冊(cè)亨本地油菜根系和地上部分砷和銻的含量。促進(jìn)了砷和銻在冊(cè)亨本地油菜中的富集，提高了植物提取效率。以上所述僅為本專利技術(shù)的較佳實(shí)施例而已，并非用于限本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，其特征在于，具體按照以下步驟進(jìn)行：在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集。

【技術(shù)特征摘要】
1.促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)誘導(dǎo)方法，其特征在于，具體按照以下步驟進(jìn)行：在待修復(fù)的砷污染土壤中種植高生物量植物，待植物收割前7天，向土壤添加含硫螯合劑使之與土壤砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得砷以從土壤固相分配到液相，促進(jìn)植物對(duì)砷和銻的富集。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)植物富集土壤砷和銻的化學(xué)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王建旭，李廣輝，邢英，馮新斌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所，招商局生態(tài)環(huán)保科技有限公司，貴州師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：貴州,52