本發(fā)明屬于資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤重金屬修復(fù)植物的篩選方法，特別涉及一種土壤重金屬鉻修復(fù)植物的篩選方法。

背景技術(shù)：
鉻(Cr)是自然界中普遍存在的重金屬元素，一般以三價(jià)(Ⅲ)和六價(jià)(Ⅵ)兩種價(jià)態(tài)存在。鉻(Ⅵ)具有氧化性，會(huì)嚴(yán)重腐蝕并破壞有機(jī)體，是國際公認(rèn)的三種致癌金屬物質(zhì)之一。在現(xiàn)代化工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，重金屬鉻及其化合物應(yīng)用十分廣泛，是鋼鐵、冶煉、電鍍、制革、印染、造紙、紡織、制藥等行業(yè)必不可少的重要原料。然而，由于工業(yè)“三廢”排放的管理體制不完善，大量含重金屬鉻的廢水、廢氣、廢渣在未經(jīng)解毒處理的情況下直接排放到周圍環(huán)境中，導(dǎo)致嚴(yán)重的水體、土壤和大氣重金屬鉻污染，其中土壤重金屬鉻污染最為嚴(yán)重。根據(jù)國家環(huán)保部和國土資源部2014年4月17日公布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，全國土壤總超標(biāo)率為16.1％，其中土壤重金屬鉻污染超標(biāo)率高達(dá)1.5％。土壤重金屬鉻污染造成土地退化、土壤質(zhì)量降低，還會(huì)通過接觸、食物鏈等途徑危害周邊植物、動(dòng)物與人類的健康。因此，修復(fù)土壤重金屬鉻污染十分必要。重金屬鉻屬于微量元素、不易檢測，且毒性很強(qiáng)，因此，土壤重金屬鉻修復(fù)在理論和技術(shù)方面存在較大難度。傳統(tǒng)的土壤重金屬鉻修復(fù)技術(shù)可分為物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)。物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要包括客土法、電化學(xué)法、淋洗法、還原法等；微生物修復(fù)技術(shù)是利用原土壤中存在的土著微生物，或者人為加入經(jīng)過馴化的微生物菌種到重金屬鉻污染的土壤中，利用微生物吸附重金屬鉻并將其轉(zhuǎn)化為自身需要的營養(yǎng)物質(zhì)或者低毒、無毒物質(zhì)。這些修復(fù)技術(shù)存在耗費(fèi)大量人力物力、破化土壤原有結(jié)構(gòu)、易造成二次污染、修復(fù)周期長、去除不徹底等不足，對土壤重金屬鉻的修復(fù)效果不理想。土壤重金屬植物修復(fù)技術(shù)(Phytoremediation)作為20世紀(jì)80年代提出的新興土壤重金屬修復(fù)手段，是以植物吸收積累、代謝、轉(zhuǎn)化某種重金屬元素的理論為基礎(chǔ)，通過優(yōu)選種植植物，利用植物及其共存土壤環(huán)境體系去除、轉(zhuǎn)移、降解或固定土壤中的有害重金屬元素，從而恢復(fù)土壤系統(tǒng)正常功能的環(huán)境污染治理技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)成本低、綠色環(huán)保、修復(fù)徹底、有效保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)及其生物、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。土壤重金屬鉻植物修復(fù)技術(shù)的難點(diǎn)在于確定對重金屬鉻具有超積累能力的植種。目前，常用的土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選辦法包括野外調(diào)查法、特殊植物法和土壤種子庫法，這些土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選辦法可控性差、篩選過程繁雜、實(shí)驗(yàn)周期長，且經(jīng)濟(jì)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種土壤重金屬鉻修復(fù)植物的篩選方法，該方法具有可控性和對比性強(qiáng)、篩選周期短、全面可靠、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高等優(yōu)勢。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種土壤重金屬鉻修復(fù)植物的篩選方法，包括以下步驟：(1)修復(fù)植物初步篩選與確定：分析已有土壤重金屬鉻修復(fù)植物的研究成果，初步篩選并確定易存活、生長周期短、生物量較大、與已有修復(fù)植物同科屬的植物作為土壤重金屬鉻的修復(fù)植物；(2)修復(fù)植物野外種植和野外盆栽：根據(jù)步驟(1)中初步篩選的修復(fù)植物種類，選取一塊野外實(shí)驗(yàn)場地作為土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選的野外對照場地，將步驟(1)中初步篩選出的土壤重金屬鉻修復(fù)植物種植在所述的野外對照場地上；將上端開口的器皿放置在所述的土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選的野外對照場地；將裝有鉻化合物的包裹袋放置在器皿底部中心，再挖取野外對照場地的土壤添加到器皿中，然后在器皿中種植步驟(1)中初步篩選出的土壤重金屬鉻修復(fù)植物；(3)野外實(shí)驗(yàn)設(shè)置與便攜式儀器快速檢測土壤重金屬含量：土壤重金屬鉻修復(fù)植物的篩選為均衡實(shí)驗(yàn)、對稱實(shí)驗(yàn)和單株實(shí)驗(yàn)中的一種；所述均衡實(shí)驗(yàn)是將器皿均勻劃分為四個(gè)部分，分別種植步驟(1)中初步篩選的四種土壤重金屬鉻修復(fù)植物，待植物生長成熟后，采用便攜式重金屬含量測定儀器分別檢測野外器皿四個(gè)部分和野外對照場地樣點(diǎn)處表層土壤的重金屬含量，并再對比分析野外器皿四個(gè)部分底部重金屬向表層土壤遷移的速率與程度，初步判定修復(fù)植物的富集效果；所述對稱實(shí)驗(yàn)是將器皿均勻劃分為兩個(gè)部分，分別種植步驟(1)中初步篩選的兩種土壤重金屬鉻修復(fù)植物，待植物生長成熟后，采用便攜式重金屬含量測定儀器分別檢測野外器皿兩個(gè)部分和野外對照場地樣點(diǎn)處表層土壤的重金屬含量，并再對比分析野外器皿兩個(gè)部分底部重金屬向表層土壤遷移的速率與程度，初步判定修復(fù)植物的富集效果；所述單株實(shí)驗(yàn)是在器皿內(nèi)種植步驟(1)中初步篩選的一種土壤重金屬鉻修復(fù)植物，待植物生長成熟后，采用便攜式重金屬含量測定儀器分別檢測野外器皿和野外對照場地樣點(diǎn)處表層土壤的重金屬含量，并再分析野外器皿重金屬向表層土壤遷移的速率與程度，初步判定修復(fù)植物的富集效果；(4)樣品采集、制備與實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)化學(xué)方法檢測：當(dāng)所述均衡實(shí)驗(yàn)、對稱實(shí)驗(yàn)或單株實(shí)驗(yàn)種植的修復(fù)植物生長成熟后，分別采集野外器皿和野外對照場地樣點(diǎn)處的修復(fù)植物樣品和表層土壤樣品；所述修復(fù)植物樣品依次經(jīng)過清洗、風(fēng)干、粉碎、消煮、定容處理后制成植物樣品液體；所述表層土壤樣品依次經(jīng)過風(fēng)干、研磨、消煮、定容處理后制成土壤樣品液體；采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀器檢測植物樣品液體和土壤樣品液體中的重金屬含量；(5)修復(fù)植物篩選確定：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)化學(xué)方法檢測修復(fù)植物樣品和表層土壤樣品的重金屬含量，對比驗(yàn)證均衡實(shí)驗(yàn)、對稱實(shí)驗(yàn)或單株實(shí)驗(yàn)便攜式重金屬含量測定儀器快速檢測的結(jié)果，最終篩選確定土壤重金屬鉻的修復(fù)植物。優(yōu)選的，將步驟(1)中初步篩選出的土壤重金屬鉻修復(fù)植物通過行種法或套種法種植在土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選的野外對照場地上。優(yōu)選的，所述便攜式重金屬含量測定儀器為手持X射線熒光分析儀。優(yōu)選的，所述野外實(shí)驗(yàn)場地的大小為5m×5m、10m×10m、20m×20m中的一種。進(jìn)一步的，所述包裹袋內(nèi)的鉻化合物含量根據(jù)土壤實(shí)際理化性質(zhì)、不同地區(qū)的土壤重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)確定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)合野外盆栽實(shí)驗(yàn)和野外對照實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)組和對照組植物的生長環(huán)境相近，篩選方法的可控性和對比性強(qiáng)；野外盆栽相對封閉、可搬運(yùn)，實(shí)驗(yàn)靈活度高，且防止了人為添加的重金屬鉻化合物對自然環(huán)境造成污染；設(shè)置均衡實(shí)驗(yàn)、對稱實(shí)驗(yàn)或單株實(shí)驗(yàn)，并利用便攜式重金屬含量測定儀器快速檢測表層土壤的重金屬含量，確保了篩選實(shí)驗(yàn)的全面性和針對性，大大縮短了篩選周期；通過實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)化學(xué)方法檢測修復(fù)植物樣品和土壤樣品中的重金屬含量，對比驗(yàn)證便攜式重金屬含量測定儀器快速檢測的結(jié)果，增強(qiáng)了篩選結(jié)果的可靠性。該篩選方法具有可控性和對比性強(qiáng)、篩選周期短、全面可靠、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高等優(yōu)勢，通過該篩選方法可以高效地、快速地篩選出土壤重金屬鉻的修復(fù)植物，從而有效治理土壤重金屬鉻污染場地。附圖說明圖1是本發(fā)明的修復(fù)植物篩選流程圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；圖3是本發(fā)明不同實(shí)驗(yàn)器皿內(nèi)植物種植的平面分布圖；圖中：1、器皿，2、裝有重金屬鉻化合物的包裹袋，3、修復(fù)植物。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖1至圖3所示，一種土壤重金屬鉻修復(fù)植物的篩選方法，包括以下步驟：(1)修復(fù)植物初步篩選與確定分析已有土壤重金屬鉻修復(fù)植物的研究成果，初步篩選并確定易存活、生長周期短、生物量較大、與已有修復(fù)植物同科屬的百喜草和狗牙根作為土壤重金屬鉻的修復(fù)植物。(2)修復(fù)植物野外種植與野外盆栽選取面積大小為5m×5m的野外實(shí)驗(yàn)場地作為土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選的野外對照場地，采用行種法種植百喜草和狗牙根，每種修復(fù)植物種植一行，每行等間距選取6個(gè)樣點(diǎn)，其中1個(gè)作為補(bǔ)充樣點(diǎn)；將6個(gè)內(nèi)徑28cm、容積7L的圓柱體器皿等間距放置在野外對照場地內(nèi)，依次編號1-6，在圓柱體器皿底部中心添加19.01g的CrCl3·6H2O(重金屬含量采用中國土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，pH值為6.5-7.5)，再挖取野外對照場地的土壤添加到裝有鉻化合物的圓柱體器皿中，在1-6號圓柱體器皿中種植百喜草和狗牙根(6號作為補(bǔ)充實(shí)驗(yàn))。(3)野外實(shí)驗(yàn)設(shè)置與便攜式儀器快速檢測土壤重金屬含量本實(shí)施例中對百喜草和狗牙根進(jìn)行對稱實(shí)驗(yàn)，將圓柱體器皿均勻劃分為兩個(gè)部分，分別種植百喜草和狗牙根；待植物生長成熟后，利用手持X射線熒光分析儀(生產(chǎn)廠家：Oxford，型號：X-MET7500)分別檢測野外圓柱體器皿和野外對照場地樣點(diǎn)處表層土壤的重金屬含量，如表1所示。由表1數(shù)據(jù)可以看出，土壤重金屬鉻修復(fù)植物野外對照場地表層土壤中鉻含量明顯低于野外圓柱體器皿表層土壤中的含量，說明圓柱體器皿底部添加的重金屬鉻存在明顯向表層土壤遷移的現(xiàn)象，修復(fù)植物對土壤重金屬的富集作用促進(jìn)器皿底部重金屬向表層土壤遷移，因此，初步判定圓柱體器皿中百喜草和狗牙根對鉻的富集效果均較好。表1野外實(shí)驗(yàn)場地和野外器皿表層土壤中重金屬鉻含量(mg/kg)(4)樣品采集、制備與實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)化學(xué)方法檢測百喜草和狗牙根生長成熟后，采集野外圓柱體器皿和野外對照場地樣點(diǎn)處的修復(fù)植物樣品和表層土壤樣品；修復(fù)植物樣品依次經(jīng)過清洗、風(fēng)干、粉碎、消煮、定容處理后制成植物樣品液體；表層土壤樣品依次經(jīng)過風(fēng)干、研磨、消煮、定容處理后制成土壤樣品液體。采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀器檢測植物樣品液體和土壤樣品液體中的重金屬含量，如表2和表3所示。由表2和表3的數(shù)據(jù)可以看出，土壤重金屬鉻修復(fù)植物野外對照場地的百喜草和狗牙根中鉻含量明顯低于野外圓柱體器皿對應(yīng)修復(fù)植物中的含量，土壤重金屬鉻修復(fù)植物野外對照場地的表層土壤中鉻含量均低于野外圓柱體器皿中對應(yīng)表層土壤的含量，說明百喜草和狗牙根對器皿底部添加的重金屬鉻存在明顯的累積、富集作用，這與手持X射線熒光分析儀的快速測定結(jié)果基本吻合。表2野外實(shí)驗(yàn)場地和野外器皿修復(fù)植物樣品中重金屬鉻含量(mg/kg)表2野外實(shí)驗(yàn)場地和野外器皿表層土壤樣品中重金屬鉻含量(mg/kg)(5)土壤重金屬鉻修復(fù)植物篩選確定對比分析手持X射線熒光分析儀的快速測定結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)化學(xué)的檢測結(jié)果，在對稱實(shí)驗(yàn)中百喜草和狗牙根對重金屬鉻的累積、修復(fù)效果較好，最終篩選出百喜草和狗牙根作為土壤重金屬鉻的修復(fù)植物。