本發(fā)明專利技術(shù)屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及環(huán)境修復(fù)技術(shù)，具體涉及砷污染水體植物修復(fù)的方法。該方法應(yīng)用設(shè)計(jì)好的特殊裝置，使砷超富集植物－蜈蚣草（Ｐｔｅｒｉｓ ?。觯椋簦簦幔簦帷 。蹋┲苯悠∩L在砷污染水體中，通過定期收割其地上部帶走水體中的砷，達(dá)到降低水體中砷含量和凈化水質(zhì)的目的。該方法對污染水體的ｐＨ值沒有十分嚴(yán)格的要求，對不同形態(tài)的砷均有很好的去除效果，具有投資少和維護(hù)成本低、工程量小、能耗低、容易維護(hù)、操作簡單、砷去除效率高、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種適用范圍廣、效果好的“綠色修復(fù)技術(shù)”，可用于各種受砷污染水體的修復(fù)和污染治理，修復(fù)后的水質(zhì)能夠達(dá)到國家相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種修復(fù)砷污染水體的方法和裝置。具體說是利用超富集植物(hyperaccumulator)蜈蚣草(Pteris vittata L.)修復(fù)受砷污染水體的方法。
技術(shù)介紹
砷是一種致癌、致畸元素，對人體的免疫系統(tǒng)造成一定的危害。水體砷污染會(huì)給人體健康帶來巨大威脅(National Research Council，Arsenic in drinking Water.National Academy Press，2001)。長期飲用砷含量為50μg/L的水源會(huì)使人類的癌癥發(fā)病率高達(dá)13‰(Pontius etal.，Journal of the American Water Works Association，1994，8652-63)，或產(chǎn)生一些其他的不良影響，比如皮膚角質(zhì)化和聽力減弱等。為了避免以上砷污染風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生，美國環(huán)境保護(hù)署(USEPA)已建議將飲用水中砷的濃度標(biāo)準(zhǔn)降至10μg/L。在我國的許多地區(qū)，比如臺(tái)灣、新疆、陜西、內(nèi)蒙古，存在大量飲用水中砷含量過高的問題，直接威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦慕】?。臺(tái)灣地區(qū)井水的砷含量可達(dá)到1.8mg/L(莊金陵，《礦產(chǎn)與地質(zhì)》，2003年第95期177-178頁)。我國湖南有些地區(qū)，飲用水砷含量高達(dá)1-2mg/L(劉志暉和劉敏，《實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)》，1997年第6卷第4期75-77頁)。隨著飲用水砷濃度標(biāo)準(zhǔn)的降低，我國水體砷污染的去除技術(shù)將面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的砷污染水體的去除技術(shù)(如化學(xué)沉淀法、石灰軟化法、膜吸法、膠體浮離法等)具有很大的局限性，特別是在治理費(fèi)用及產(chǎn)生的有害廢物的處理等方面仍存在不足。目前大多數(shù)可用的砷處理技術(shù)在利用一些吸附劑去除水體中的砷之前，還必須用一些化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)水體的pH值，并將亞砷酸鹽轉(zhuǎn)化成砷酸鹽，以達(dá)到最佳的去除效率，這就需要相關(guān)的操作人員具有較高的專業(yè)水平或經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)。植物修復(fù)(phytoremediation)是一種新興的治理修復(fù)污染環(huán)境的方法，由于其具有簡便、成本低、效率高和對環(huán)境友好等特點(diǎn)而備受關(guān)注。蜈蚣草是一種砷超富集植物，可在含砷量高達(dá)23400mg/kg的礦渣中正常生長；在水培條件下其羽葉的含砷量可高達(dá)27000mg/kg。與普通植物相比較，蜈蚣草對砷有極強(qiáng)的耐受和富集能力(陳同斌等，《科學(xué)通報(bào)》，2002年第47卷第3期207-210頁)。2002年，陳同斌、安志裝曾申請利用另一種砷超富集植物——大葉井口邊草修復(fù)砷污染環(huán)境的專利技術(shù)專利(陳同斌等，一種修復(fù)砷污染環(huán)境的方法，專利申請?zhí)?2152415.7)。但是，根據(jù)我們后來的研究結(jié)果，與大葉井口邊草相比，蜈蚣草的生物量較大、對砷的吸收效率更高，因此在許多情況下其對砷污染水體的修復(fù)效果更好。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種砷污染水體的植物修復(fù)方法，采用蜈蚣草，其比大葉井口邊草的生物量大、生長速度快、對砷的富集能力更強(qiáng)，因此應(yīng)用于砷污染水體的修復(fù)，其效果更好。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是公開一種砷污染水體的修復(fù)方法，其將蜈蚣草植株種植在受砷污染的水體表面，定期進(jìn)行留茬收割，并將收獲物轉(zhuǎn)移到其他地方集中處理。所述的砷污染水體的修復(fù)方法，其包括步驟a、在地面苗圃培植蜈蚣草，將地上部高度為15～25cm的蜈蚣草進(jìn)行移栽；b、移栽前，先用海綿或棉花將蜈蚣草莖部裹??；c、將裹好海綿或棉花的蜈蚣草放入支撐盤中，每盤移栽2～3株植株；d、將植入蜈蚣草的支撐盤置于漂移物的種植孔中，待漂移物上每一個(gè)種植孔中都放有蜈蚣草后，把漂移物漂移在砷污染水體的水面上；e、待蜈蚣草長至40～50cm，留茬5～10cm進(jìn)行收割，將收割的蜈蚣草水上部分收集起來，進(jìn)行集中處理；f、留茬后的蜈蚣草可繼續(xù)生長，待蜈蚣草長至40～50cm之后，再進(jìn)行步驟e的操作，循環(huán)至一個(gè)生長周期。所述的砷污染水體的修復(fù)方法，其還包括蜈蚣草在水體表面生長時(shí)，在蜈蚣草的根系水體附近放置供氧或充氣設(shè)備，每天給蜈蚣草根系附近的水提供氧，保證其根部正常生長。所述的砷污染水體的修復(fù)方法，其還包括蜈蚣草在水面種植過程中，根據(jù)具體的生長介質(zhì)和營養(yǎng)元素的含量情況，施用氮磷鉀養(yǎng)分，以促進(jìn)其生長。所述的砷污染水體的修復(fù)方法，其所述漂移物上蜈蚣草的行距為10～15cm、縱距為8～12cm。所述的砷污染水體的修復(fù)方法，其所述收集的蜈蚣草水上部分，進(jìn)行集中處理以免二次污染，是異地焚燒或深埋。所述的砷污染水體的修復(fù)方法所使用的裝置，包括漂移物和支撐盤；其漂移物厚度在2～4cm之間，漂移物上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)種植孔，種植孔成陣列排列，種植孔的直徑為5～10cm；支撐盤呈碗狀，高5～8cm，上底邊直徑為6～12cm，略大于種植孔的直徑，下底邊直徑為4～9cm，略小于種植孔的直徑，置于種植孔中；支撐盤內(nèi)壁用橡膠加厚或在其內(nèi)腔設(shè)置海綿或棉花。所述的裝置，其所述漂移物上種植孔的行距為10～15cm、縱距為8～12cm。所述的裝置，其所述漂移物，為平板狀，由木板或塑料泡沫板做成；支撐盤，是塑料制品。與目前已有的裝置比較，本專利技術(shù)設(shè)計(jì)的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)能夠更好的固定植株；通過使用支撐盤能避免植株根部粘附在漂浮板上，更有利于根系生長；通過在植株莖部纏繞海綿或棉花能避免移栽過程對植株造成傷害；方便植物收獲。附圖說明圖1本專利技術(shù)所用蜈蚣草水體栽培裝置示意圖；圖1a為漂移物示意圖，圖1b為支撐盤示意圖，圖1c為蜈蚣草植株示意圖，圖1d為蜈蚣草莖部包裹了海綿或棉花的示意圖，圖1e為移栽了蜈蚣草植株的支撐盤示意圖，圖1f為種植孔種滿蜈蚣草植株的漂移物示意圖；圖2水體不同砷濃度對蜈蚣草地上部砷吸收的影響曲線圖；圖3為蜈蚣草對水體中不同形態(tài)砷的吸收曲線圖；圖3a表示通過種植蜈蚣草，水體中As(III)濃度隨處理時(shí)間的變化曲線圖；圖3b表示通過種植蜈蚣草，水體中總砷濃度隨處理時(shí)間的變化曲線圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)涉及以蜈蚣草為材料，修復(fù)砷污染水體的方法和裝置。該方法主要通過在砷污染水體中直接種植砷超富集植物(hyperaccumulator)—蜈蚣草(Pteris vittata L.)，通過定期收割其地上部帶走大量的砷，從而達(dá)到從污染水體中快速清除砷污染物，達(dá)到修復(fù)砷污染的目的。以下結(jié)合附圖1對本砷污染水體修復(fù)方法和裝置作進(jìn)一步的描述。圖1為蜈蚣草水體栽培裝置示意圖，其中，圖1a為漂移物示意圖，圖1b為支撐盤示意圖，圖1c為蜈蚣草植株示意圖，圖1d為蜈蚣草莖部包裹了海綿或棉花的示意圖，圖1e為移栽了蜈蚣草植株的支撐盤示意圖，圖1f為種植孔種滿蜈蚣草植株的漂移物示意圖。如圖1所示，該水體栽培裝置包括漂移物1和支撐盤3，漂移物1為平板狀，由木板或塑料泡沫板做成，厚度在2～4cm之間，漂移物1上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)種植孔2，種植孔2成陣列排列，種植孔2的直徑為5～10cm。支撐盤3是特制的塑料制品，呈碗狀，高5～8cm，上底邊直徑為6～12cm，大于種植孔2的直徑，下底邊直徑為4～9cm，小于種植孔2的直徑，置于種植孔2中；支撐盤3內(nèi)壁用橡膠4加厚或在其內(nèi)腔中設(shè)置海綿或棉花5。漂移物1上種植孔2的行距為10～15cm、縱距為8～12cm。本專利技術(shù)用水體栽培裝置修復(fù)砷污染水體的方法，包括(1)在地面苗圃培植蜈蚣草6，將地上部高度為15～25cm的蜈蚣草6進(jìn)行移栽；(2)移栽前，先用海綿或本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種砷污染水體的植物修復(fù)方法，其特征在于，將蜈蚣草植株種植在受砷污染的水體表面，定期進(jìn)行留茬收割，并將收獲物轉(zhuǎn)移到其他地方集中處理。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳同斌，閻秀蘭，黃澤春，廖曉勇，劉穎如，雷梅，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]
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