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基本信息

項目名稱：
一種利用觀賞植物鳳仙花、牽?；ㄐ迯?fù)石油污染土壤的方法
小類：
能源化工
簡介：
土壤的石油污染是一個全球性的嚴(yán)重環(huán)境問題。本發(fā)明涉及有機(jī)毒物污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，具體地說是一種利用觀賞植物鳳仙花(Impatiens balsamina.L)和牽?；?Pharbitis nil Linn. Choisy) 修復(fù)石油烴污染土壤方法。即用鳳仙花和牽牛花的根系向土壤中釋放大量分泌物并通過根際微生物降解和植物本身作用，促進(jìn)污染土壤中目標(biāo)污染物石油烴降解并達(dá)到環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
詳細(xì)介紹：
鳳仙花和牽?；ň且荒晟荼净ɑ?，通過植株的生長、發(fā)育、開花和結(jié)實過程，即在植株的整個生長階段，由于該植物根系分泌物、根圈微生物和土壤酶的作用，從而使土壤中石油烴類污染物得以降解；通過反復(fù)種植該種植物，重復(fù)上述過程，就可以連續(xù)減少污染土壤中石油烴污染物，直至其污染物含量達(dá)到環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。該方法與傳統(tǒng)修復(fù)石油烴污染土壤的技術(shù)相比，技術(shù)要求不高且具有對環(huán)境破壞小，不需要處置現(xiàn)場，不破壞土壤的理化性質(zhì)，無二次污染，費(fèi)用低且適于大規(guī)模操作，在治理污染的同時美化環(huán)境并有公眾接受度高等優(yōu)點(diǎn)。

作品圖片

  • 一種利用觀賞植物鳳仙花、牽?；ㄐ迯?fù)石油污染土壤的方法
  • 一種利用觀賞植物鳳仙花、牽牛花修復(fù)石油污染土壤的方法
  • 一種利用觀賞植物鳳仙花、牽牛花修復(fù)石油污染土壤的方法
  • 一種利用觀賞植物鳳仙花、牽?；ㄐ迯?fù)石油污染土壤的方法
  • 一種利用觀賞植物鳳仙花、牽?；ㄐ迯?fù)石油污染土壤的方法

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計發(fā)明的目的：土壤的石油污染是一個全球性的嚴(yán)重環(huán)境問題。迄今為止，在植物修復(fù)技術(shù)的研究和實踐中，國內(nèi)外對能夠降解土壤中過量石油烴的植物研究還比較少；我國在這方面的研究還處于起步階段，而具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的用于修復(fù)石油烴污染物的植物就更少,嚴(yán)重影響其在實際修復(fù)的應(yīng)用。因此, 尋找更多更為理想的高效修復(fù)石油烴污染土壤的植物仍然是當(dāng)前植物修復(fù)研究的一項重要任務(wù)。基本思路：本發(fā)明涉及有機(jī)毒物污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，具體地說是一種利用觀賞植物鳳仙花和牽?；ㄐ迯?fù)石油烴污染土壤方法。本方法利用花卉植物鳳仙花和牽?；ǖ母迪蛲寥乐嗅尫糯罅糠置谖锊⑼ㄟ^根際微生物的降解作用，來促進(jìn)污染土壤中目標(biāo)污染物石油烴的降解。在植株的整個生長階段，植物根系分泌物、根圈微生物和土壤酶的作用，從而使土壤中石油烴類污染物得以降解；通過反復(fù)種植該植物,直至其污染物含量達(dá)到環(huán)境安準(zhǔn)。創(chuàng)新點(diǎn)：植物修復(fù)技術(shù)與傳統(tǒng)修復(fù)石油烴污染土壤的技術(shù)相比，具有對環(huán)境破壞小，無需處置現(xiàn)場，不破壞土壤理化性質(zhì)，無二次污染，費(fèi)用低且適于大規(guī)模操作，在治理的同時更能美化環(huán)境。尤其是觀賞植物種質(zhì)資源極其豐富，而我國是世界上擁有觀賞植物種類最為豐富的國度之一。在觀賞植物中篩選超富集植物并用于修復(fù)研究和實踐具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）美化環(huán)境；（2）觀賞植物一般不會進(jìn)入食物鏈，可減少對人體的危害；（3）很多觀賞植物都有一定的經(jīng)濟(jì)價值，修復(fù)后植物材料可以作為原材料，以提高修復(fù)產(chǎn)出，降低修復(fù)成本。主要技術(shù)指標(biāo)：土壤中的石油烴污染物含量達(dá)到環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

作品的科學(xué)性和先進(jìn)性：土壤石油污染的有效治理手段是學(xué)術(shù)界和工程界共同面對的一大難點(diǎn)，用以土壤石油污染修復(fù)的主要技術(shù)有物理化學(xué)方法和微生物修復(fù)技術(shù)。傳統(tǒng)物理化學(xué)化方法費(fèi)用高昂，易產(chǎn)生二次污染，不適合大規(guī)模應(yīng)用；并且對于微生物難降解的有機(jī)污染物，無法使用微生物修復(fù)技術(shù)。作為一項新興的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)是指利用植物在生長過程中，吸收、降解、鈍化有機(jī)污染物的一種原位處理污染土壤的方法。本技術(shù)與傳統(tǒng)的石油污染土壤治理方法相比，具有投資少、工程量小、技術(shù)要求不高等優(yōu)點(diǎn);而且不會造成二次污染，同時修復(fù)進(jìn)程不僅不會破壞土壤生態(tài)環(huán)境，還有助于改善因石油烴污染而引起的土壤退化和生產(chǎn)力下降，恢復(fù)并提高其生物多樣性。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

1.本作品獲得第十一屆“挑戰(zhàn)杯”天津市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎；2.獲得第十一屆“挑戰(zhàn)杯”南開大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎；3.本作品于2010年5月6日被人民網(wǎng)天津視窗報道；4.在國際期刊發(fā)表2篇SCI論文：(1)Zhang Cai, Qi-xing Zhou*, Shengwei Peng, Kenan Li. 2010. Promoted biodegradation and microbiological effects of petroleum hydrocarbons by Impatiens balsamina L. with strong endurance, Journal of Hazardous Materials , 183(1-3): 731-737. (一區(qū)TOP期刊，影響因子：4.14)；(2) Zhineng Zhang, Qixing Zhou*, Shengwei Peng, Zhang Cai. 2010. Remediation of petroleum contaminatedsoils by joint action of Pharbitis nil L. and its microbial. Science of the total environment, 408(22): 5600-5605.(影響因子：2.90)

作品所處階段

本作品已經(jīng)完成實驗室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

有償技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

1.一種利用觀賞植物修復(fù)石油污染土壤的方法，其特征在于：在石油污染土壤中種植植物，通過該植物的生長過程，從而實現(xiàn)去除土壤中過量石油烴類污染物的目的，所述植物為：牽?；≒harbitis nil (Linn.)和鳳仙花(Impatiens balsamina L.); 2．按上所述的利用植物修復(fù)石油污染土壤的方法，在此首次把牽牛花和鳳仙花確定為具有專性修復(fù)石油烴污染土壤的植物。 3.按上所述的利用植物修復(fù)石油污染土壤的方法，其特征在于：在石油污染土壤中種植牽?；ǎ瑺颗；捌涓H環(huán)境能促進(jìn)土壤中石油烴污染物的降解，從而使土壤中的污染物濃度降低。通過多次種植該植物，使土壤中石油烴類污染物含量達(dá)到環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。 植物修復(fù)是利用植物對污染物的積累、植物代謝過程對污染物的轉(zhuǎn)化和礦化、植物根圈與根菌的共生關(guān)系增加微生物活性等機(jī)制修復(fù)污染土壤的手段，具有應(yīng)用成本低、生態(tài)風(fēng)險小等特點(diǎn)。該技術(shù)對于淺層輕度污染的區(qū)域比較有效，特別適用于大面積、污染不十分嚴(yán)重的區(qū)域，如使用得當(dāng)，還可帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

同類課題研究水平概述

土壤石油污染的有效治理手段是學(xué)術(shù)界和工程界共同面對的一大難點(diǎn)，用以土壤石油污染修復(fù)的主要技術(shù)有物理化學(xué)方法和微生物修復(fù)技術(shù)。傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法費(fèi)用高昂，易產(chǎn)生二次污染，不適合大規(guī)模應(yīng)用；值得注意的是微生物修復(fù)技術(shù)中使用的細(xì)菌等微生物可能給土壤和地下水帶來生物性污染，并且對于微生物難降解的有機(jī)污染物，根本無法使用微生物修復(fù)技術(shù)?？梢灶A(yù)見，安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的新技術(shù)在有機(jī)污染土壤修復(fù)中將扮演越來越重要的角色。作為一項新興的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)是指利用植物在生長過程中，吸收、降解、鈍化有機(jī)污染物的一種原位處理污染土壤的方法。 在植物修復(fù)技術(shù)的研究和實踐中，篩選出能夠高效降解土壤中過量石油烴的植物是開展工作的必要前提和基礎(chǔ)。然而，迄今為止，國內(nèi)外對能夠降解土壤中過量石油烴的植物研究還比較少；我國在這方面的研究還處于起步階段，而具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的用于修復(fù)石油烴污染物的植物就更少, 加之在農(nóng)藝性狀、病蟲害防治、育種潛力以及生理學(xué)方面的研究不完備，嚴(yán)重影響其在實際修復(fù)的應(yīng)用。因此, 尋找更多更為理想的高效修復(fù)石油烴污染土壤的植物仍然是當(dāng)前植物修復(fù)研究的一項重要任務(wù)。國內(nèi)外研究資料顯示,目前應(yīng)用于修復(fù)石油污染土壤的植物多為牧草和作物類,采用花卉植物來修復(fù)石油污染土壤還鮮見報道。觀賞植物是人類利用歷史悠久的一大植物類群，包含40萬個以上的栽培品種，而我國是世界上擁有觀賞植物種類最為豐富的國度之一。在觀賞植物中篩選超富集植物并用于修復(fù)研究和實踐具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）觀賞植物種質(zhì)資源豐富，既有草本也有木本植物，為篩選工作奠定了堅實的基礎(chǔ)；（2）能夠在進(jìn)行治理污染同時美化環(huán)境，一舉兩得；（3）觀賞植物一般不會進(jìn)入食物鏈，可減少對人體的危害；（4）很多觀賞植物都有一定的經(jīng)濟(jì)價值，修復(fù)后植物材料可以作為原材料，以提高修復(fù)產(chǎn)出，降低修復(fù)成本；（5）人類在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，積累了豐富的觀賞植物栽培管理經(jīng)驗，使得觀賞植物的修復(fù)實踐有了充分的農(nóng)業(yè)技術(shù)保障。因此,從觀賞植物中篩選高效降解土壤石油烴植物并用于修復(fù)實踐是完全可行的。
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