專利名稱：一種提高螯合誘導修復效率的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高螯合誘導修復效率的方法，屬于一種增加誘導性植物修復過程中植物地上部提取重金屬的效率，減少螯合劑施用量的技術，專用于植物在土壤重金屬污染修復領域。
(二)技術背景植物修復(Phytoremediation)技術是上世紀80年代末期隨著研究植物耐重金屬機理而發展起來的一種新的土壤修復工藝。重金屬污染的植物修復技術包括植物提取、植物固化、植物揮發和植物過濾等類型。對于大多數的有毒重金屬來說，可采取的主要技術是植物提取。植物提取技術可以分為兩種對策依賴于超量積累植物的稱之為持續的植物提取和依賴于利用螯合劑來促進普通植物吸收土壤重金屬的稱之為化學誘導的植物提取。誘導性修復提取技術(Chelate-induced phytoextraction)就是向土壤中施加螯合劑來活化土壤中的重金屬，提高重金屬的生物有效性，促進植物吸收重金屬從而修復土壤的技術。目前螯合誘導修復技術已經成為植物修復發展的一個新方向，并取得了很大進展。乙二胺四乙酸(EDTA)是目前研究最多的用于誘導植物修復鉛等污染土壤的螯合劑，其化學性質穩定，不易降解，但價格比較高。如何提高螯合誘導修復效率，減少成本，是螯合誘導修復技術中需要解決的問題之一。

發明內容技術問題 本發明的目的在于提供一種提高螯合誘導修復效率的方法，完善目前的螯合誘導修復技術，增加誘導性植物修復過程中植物地上部提取重金屬的效率，減少螯合劑施用量的技術。
技術方案 一種增加誘導性植物修復過程中植物地上部提取重金屬的效率，減少螯合劑施用量的技術，其特征在于，在加入螯合劑前將螯合劑溶液加熱到40-100℃，然后直接澆灌于植物周圍。具體技術方案為將植物種子播于或將植物幼苗移栽在需要修復的土壤上，待植物生長至目標生物量時，將金屬螯合劑乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇雙四乙酸(EGTA)、乙二胺二乙酸(EDDHA)或氨基三乙酸(NTA)和這些螯合劑的鈉、鉀鹽溶液加熱到40-100℃，溶液濃度為1-1000mmol/L，一次或多次澆灌于植物根系周圍，3-15天以后收獲植物。每次的螯合劑或鹽類的施用量為0.1-10mmol/kg土壤或20-3000mmol/m2。
有益效果本發明一種在誘導性修復技術中可以使用的新方法。可用于重金屬污染土壤的誘導性修復。
該方法操作簡便，效果明顯。
試驗結果表明(1)在高鉛污染土壤上(Pb含量為1890mg/kg土)種植玉米和豌豆，在幼苗期用熱EDTA(95℃，濃度為1mmol/kg土)澆灌，7天后收獲植株地上部，可以明顯提高植株提取土壤鉛的效率，與冷EDTA(25℃)處理相比，玉米、豌豆提取Pb的效率可以提高7.5倍和11.8倍。
(2)在高銅污染土壤上(Cu、Zn含量分別為923、218mg/kg土)種植玉米和豌豆，在幼苗期用熱EDTA(95℃，濃度為1mmol/kg土)澆灌，7天后收獲植株地上部，可以明顯提高植株提取土壤銅的效率。與冷EDTA(25℃)處理相比，玉米、豌豆提取Cu的效率可以提高5.7倍和8.7倍。說明用熱EDTA處理可以提高植株地上部分提取土壤重金屬的效率，可以減少螯合劑施用成本。


圖1.豌豆和玉米幼苗地上部在高鉛污染土壤上的提取的銅、鉛、鋅和鎘總量(ug/株)(圖例pea代表豌豆；corn代表玉米；d代表天)圖2.豌豆和玉米幼苗地上部在高銅污染土壤上提取的銅和鋅總量(ug/株)(圖例pea代表豌豆；corn代表玉米；d代表天)具體實施方式
實施例1.在32個盆缽中(直徑16.0cm，高12.5cm)分別裝入1700克高鉛污染土壤(Pb、Cu、Zn、Cd含量分別為1890、203、279、2.62mg/kg土)，直接將玉米和豌豆種子播入盆缽中，土壤含水量保持在飽和含水量的60％。在播種后20天澆灌冷水(25℃)，熱水(95℃)，冷EDTA(25℃)和熱EDTA(95℃)處理，處理后7天收獲植株地上部分，測定干重及重金屬含量。結果表明，與冷EDTA(25℃)處理相比，玉米、豌豆提取Pb的效率可以提高7.5倍和11.8倍，圖1。
實施例2.在32個盆缽中(直徑16.0cm，高12.5cm)分別裝入1700克高銅污染土壤(Cu、Zn含量分別為923、218mg/kg土)，直接將玉米和豌豆種子播入盆缽中，土壤含水量保持在飽和含水量的60％。在播種后20天澆灌冷水(25℃)，熱水(95℃)，冷EDTA(25℃)和熱EDTA(95℃)處理，處理后7天收獲植株地上部分，測定干重及重金屬含量。結果表明，與冷EDTA(25℃)處理相比，玉米、豌豆提取Cu的效率可以提高5.7倍和8.7倍，圖2。
實施例3.在40個塑料杯中(直徑7.0cm，高11cm)分別裝入266克高鉛污染土壤(Pb、Cu、Zn、Cd含量分別為1890、203、279、2.62mg/kg土)，直接將綠豆種子播入盆缽中，土壤含水量保持在飽和含水量的70％。在播種后30天后加入不同螯合劑乙二胺二琥珀酸(EDDS)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇雙四乙酸(EGTA)、乙二胺二乙酸(EDDHA)和氨基三乙酸(NTA)溶液50毫升，使加入螯合劑的濃度為2mmol/kg土。螯合劑處理后立即將塑料杯浸沒于80℃熱水浴中3小時(同時設25℃水浴對照處理)。處理后7天從植株的莖節處剪取地上部分，清洗、烘干后測定重金屬含量。結果表明，與不進行熱處理相比，螯合劑提取Pb、Cu、Zn、Cd的效率可以提高5倍以上。
權利要求
1.一種提高螯合誘導修復效率的方法，其特征在于，將植物種子播于或將植物幼苗移栽在需要修復的土壤上，待植物生長至目標生物量時，將金屬螯合劑或其鹽類配制成濃度為1-1000mmol/L的溶液，加熱到40-100℃，一次或多次澆灌于植物根系周圍，3-15天以后收獲植物。
2.根據權利要求1所述的一種提高螯合誘導修復效率的方法，其特征在于，每次的螯合劑或鹽類的施用量為0.1-10mmol/kg土壤或20-3000mmol/m2。
3.根據權利要求1或2所述的一種提高螯合誘導修復效率的方法，其特征在于，所用金屬螯合劑為乙二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸、二乙基三胺五乙酸、乙二醇雙四乙酸、乙二胺二乙酸或氨基三乙酸。
4.根據權利要求1或2所述的一種提高螯合誘導修復效率的方法，其特征在于，螯合劑鹽類溶液指的是螯合劑鈉、鉀鹽溶液。
5.根據權利要求3所述的一種提高螯合誘導修復效率的方法，其特征在于，螯合劑鹽類溶液指的是螯合劑鈉、鉀鹽溶液。
全文摘要
本發明涉及一種提高螯合誘導修復效率的方法，屬于一種增加誘導性植物修復過程中植物地上部提取重金屬的效率，減少螯合劑施用量的技術，專用于植物在土壤重金屬污染修復領域。首先將螯合劑(或螯合劑鹽類)溶液加熱，然后直接澆灌于植物周圍。使用本發明的效果在于通過熱螯合劑處理傷害植物根系，破壞植物根系的正常結構，同時使土壤中水溶性重金屬－螯合劑復合物大量地進入植物根系，并被轉運到植株地上部，提高植物提取重金屬的效率。
文檔編號A01G7/00GK1701655SQ20051004026
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月27日 優先權日2005年5月27日
發明者沈振國, 陳亞華, 李向東, 羅春玲 申請人:南京農業大學