5.3.7植物修复应用在线视频

同学们大家好

下面我们来学习植物修复的应

我们先来看植物修复的总体应用情况

这张表是土壤中重金属及有机污染物

常见功能植物汇总

对于土壤中常见的两大类

适用于植物修复的污染物而言

重金属和有机污染物的

常见功能植物

列在了表中

主要包括前边已经给大家看过的

像镉超富集植物

堇菜、龙葵

铅超富集植物

印度芥菜、马蔺

Cr铬的

包括蜈蚣草、紫茎泽兰

汞、砷、锌、铜超富集植物等等

对于有机污染物

像农药的超富集植物而言

包括黑麦草、高羊茅、紫花苜蓿

对于多环芳烃和石油类污染物

包括高羊茅

紫花苜蓿和芦苇、碱蓬等等

我们再来看

污染土壤植物修复总体的

现场应用情况

我们可以结合

几种最为常见的超富集植物

实际应用来看

比方说蜈蚣草

它是砷很典型的一种超富集植物

它可以提取土壤中的砷

并将其转移至地上

地上部可以超富集砷

达到4000mg/kg

是砷污染土壤修复中

潜力巨大的植物

如湖南某矿区污染场地的修复

湖南郴州邓家塘

砷污染土壤修复示范工程

这个一会儿我们可以详细来进行讲解

黑麦草可以作为Cd镉

和一些有机污染物的修复植物

它主要是生长快

分蘖再生能力强

产量高

耐寒、耐旱

对Cd镉有较高耐性

可将镉大量积累到地上部分

可于大面积镉污染

土壤修复中进行应用

如西南某化工污染场地修复

大庆油田落地原油污染土壤

植物-微生物联合修复等

紫花苜蓿可以对铅和一些有机污染物

来进行修复和去除

比方说它可以富集土壤中的铅

交换、运移至地上部分

可提取可交换态

碳酸盐结合态铅

并可促进铅向毒性较低的形态转化

如湖北某矿区污染场地修复中的应用

另外还包括一些乔木类

如杨树对于三氯乙烯等有机污染物

可以进行作用

通过其根部吸收

植物挥发和微生物活动等

可以减少土壤

和地下水中三氯乙烯的量

如美国德克萨斯州

某海军航空基地场地修复中的应用

总体而言

植物修复在农用地

重金属污染土壤治理与修复

油田区污染土壤修复

煤矸石堆积区污染治理

与生态恢复等方面

均开展了应用与实践

上图是用八宝景天

对于农田镉污染土壤的

修复与治理

下面我们来看两个污染土壤

植物修复应用的案例

第一个是河北省邢台市

某重金属污染农田

土壤植物修复

本项目用八宝景天

小麦轮作的植物修复模式

配合施加重金属活化剂

钝化剂、复合肥等措施

提升八宝景天生物量

及其对锌、镉的吸收量

保障修复效果

河北省邢台市

某重金属锌、镉污染农田

现场采样调查

确定其污染面积约39公顷

土壤pH值为7.5-8.1，是弱碱性

该区域存在不同程度

重金属锌和镉的污染

其中锌最大检出浓度

404mg/kg

平均浓度约340mg/kg

镉最大浓度为2.91mg/kg

平均浓度则是0.65mg/kg

主要的修复技术路线

采用八宝景天

作为植物提取技术功能植物

总体来说其成本低

操作简便

环境扰动和二次污染风险均较低

这是主要的修复技术路线图

它主要分成两大部分

即第一部分：种植八宝景天

超累积提取重金属锌和镉阶段

以及第二轮种植

主要是种植小麦

来保证小麦的

植物

品质阶段

下面我们详细来看第一阶段

刚才我们提到是锌、铬超富集植物

种植阶段

主要分成这么6个步骤

首先1-3月室温下

培育八宝景天幼苗

然后第二个阶段是

清理、平整待修复地区土地

然后施加基肥和活化剂

然后进行追肥后

施加自制重金属活化剂

主要成分是苹果酸

然后移栽八宝景天进行田间管理

移栽后连灌两次透水

观察土壤和移植幼苗的生长情况

适时灌水

达到不积水的情况

在合墒时还要拔草松土等等

这是主要的田间管理措施

然后10月底连根整株收割八宝景天

并进行安全处置

安全处置主要就是包括焚烧

然后灰分固化稳定化后最终填埋

这就是第一阶段

以超富集重金属植物的种植

和对锌镉的去除为主

第二个阶段则是轮作低累积作物

也就是小麦阶段

收割八宝景天之后

可以采用旋耕机对土壤

再次进行平整、翻耕，施加生物有机肥

主要是羊粪

重金属钝化剂主要是海泡石粉末

钙镁磷肥和牛粪等

以降低土壤中锌镉的生物有效性

翻耕将肥料、药剂

土壤混合均匀灌溉养护5-7天

然后10月底可以种植小麦

也就是这个阶段

主要是施加钝化剂

最终目的是

降低小麦中锌镉的含量

接下来是对小麦的田间管理

如越冬前灌水、除草

返青要浇水、除虫等等

次年6月收获小麦

采集籽粒样品进行检测

主要是对其重金属锌镉总量

进行检测

当低于修复目标值时就可以食用

或者进行市场销售

如果小麦籽粒不满足标准

则与农作物秸秆、超富集植物等

一起进行焚烧

固化稳定化和填埋的最终处理

这就是它的两个阶段

也就是第一阶段以超富集去除锌镉

为主要目的

第二阶段轮作低累积性小麦

以保障小麦品质为主要目的

经过这样两轮轮作的

三年的整体修复和处理

总体修复效果可以

从如下几个方面来进行评价

第一个方面是土壤验收

八宝景天三年平均生物量为

4.59吨每公顷

植物体内镉和锌的平均含量为

31.37和5434mg/kg

而镉和锌的平均提取量

则达到了0.144

和25.3千克每公顷

这是表中列出的

关于八宝景天的一些基本数据

经过三轮修复

其土壤pH值变化较小

分布在7.5-8.0的范围基本不变

而八宝景天-小麦轮作模式

对于Cd镉的去除率比锌要显著

镉三年去除率可以达到20.83%

而锌只有6.09%

另外我们还要特别关注

农产品质量

在农产品验收中

小麦籽粒的验收单元设置

与土壤一致

采样方法

就按照土壤采样方法进行

混合样品送检

检测指标主要也是镉和锌

第二轮修复后

小麦籽粒中锌平均含量

低于标准限值

而Cd镉则在第一轮修复后

就可以达到或者说

满足标准限制的要求

下面我们再简单看另外一个

即湖南郴州邓家塘砷污染

土壤修复示范工程

本示范工程在国家高技术发展计划

也就是863项目和973前期专项

和国家自然科学基金

重点项目联合支持下

2001年建成了湖南郴州

世界上第一个砷污染土壤

植物修复工程示范基地

我们来看项目的一些基本背景

1999年由于砷制品企业违规排放

产生砷污染事故

侵袭湖南省郴州市邓家塘乡邓家塘村

导致300人集体住院

50公顷的水稻田因而受到砷污染

绝收抛荒

当时土壤的砷含量超过

1995年的土壤环境质量标准

二级标准的2-3倍

大家要注意

这个项目

是01年建成的示范工程

所以说不管是当时比较的标准

还是后面的验收标准

都是参照

95年的土壤环境质量标准

下面我们看示范工程概况

01年在湖南郴州

建立了砷污染土壤

植物修复工程示范基地

面积约15亩

主要的田间管理

除一般植物的水肥管理外

还包括除草

冬季盖膜防冻等措施

收割的蜈蚣草则通过砷固定剂

安全固定和焚烧

这是修复前的景象

和修复后基地的情况

总体修复效果而言

蜈蚣草相对生物量比较大

但是由于它是一种非种子植物

所以存在育苗等环节

总体来说蜈蚣草砷富集能力强

每年去除土壤中砷的效率

可以达到10%

种植蜈蚣草3-5年后

土壤砷平均含量

由原来的50mg/kg

降到30mg/kg以下

达到我们刚才提到的

95年土壤环境质量标准的要求

而修复后农田

可以种植普通农作物

农产品中砷含量也满足了

食品中污染物限量标准的

限量要求

这就是植物修复的实际应用情况

谢谢大家