重金屬污染土壤植物修復及研究

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1、...頁眉重金屬污染土壤植物修復研究進展研究發(fā)現(xiàn)土壤，是人類賴以生存的最基本的物質(zhì)基礎。然而，隨著人口的不斷增長，由于工業(yè)三廢和農(nóng)用化學品以及礦區(qū)的污染,?有相當數(shù)量農(nóng)田的土壤質(zhì)量日趨下降。其中，受重金屬污染的土壤面積有逐年增加之勢。土壤重金屬污染可經(jīng)水、大氣、植物等介質(zhì)最終危害到人體健康。更為嚴重的是這種污染具有長期性、隱蔽性和不可逆性的特點。土壤中重金屬不能被生物所降解，因此，尋求緩解或解決此類污染的辦法成了全球關注的棘手問題。當前，修復重金屬污染土壤的方法主要有物理化學法和生物學法。物理化學法往往需要改變土壤的原有結

2、構，破壞土壤生態(tài)，花費大量的人力和財力，并且有可能會造成二次污染。所以說，物理化學法不能從根本上解決問題，是只治標不治本的方法；而作為生物學方法典范的植物修復法具有不可替代的優(yōu)勢，治理過程對原來的土壤擾動較少，能夠逐漸減少甚至清除其中的重金屬，且成本低廉，是真正?“綠色”且標本兼治的方法。近年來重金屬污染土壤的植物修復受到了眾多學者的關注。【植物修復的概念】概括地說,植物修復就是利用植物來治理污染了的環(huán)境,即利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)和轉化、降解等作用機理來清除污染環(huán)境中的污染物質(zhì)。廣義的植物修復包括利用植物

3、凈化空氣,利用植物及其根際圈微生物體系凈化污水和治理污染土壤。狹義的植物修復主要是指利用植物及其根際圈微生物體系清潔污染土壤。而通常所說的植物修復主要是指利用超積累植物的提取作用去除污染土壤中的重金屬,亦即通過重復種植和收獲超富集植物將污染土壤中重金屬濃度降低到可接受水平。而本文也重點將近些年來有關重金屬污染土壤的植物修復的某些研究進展作一概述?！局参镄迯偷念愋汀扛鶕?jù)修復作用過程與機理,重金屬污染土壤的植物修復技術可分為以下三種類型:植物穩(wěn)定（phytostabilization）指利用植物根際的一些特殊物質(zhì)使土壤中的污染

4、物轉化為相對無害物質(zhì)的一種方法。植物在植物穩(wěn)定中主要有兩種功能:一是保護污染土壤不受侵蝕,減少土壤滲漏來防止金屬污染物的淋移;另一種是通過金屬根部的積累和沉淀或根表吸持來加強土壤中污染物的固定。研究發(fā)現(xiàn)，鉛可與磷結合形成難溶的磷酸鉛沉淀在植物根部,減輕鉛的毒害;六價鉻可被還原為毒性較輕的三價鉻。應用植物穩(wěn)定原理修復污染土壤應盡量防止植物吸收有害元素,以防止昆蟲、草食動物及牛、羊等牲畜在這些地方覓食后可能會對食物鏈帶來的污染。然而植物穩(wěn)定作用并沒有將環(huán)境中的重金屬離子去除,只是暫時將其固定,使其對環(huán)境中的生物不產(chǎn)生毒害作用,

5、但并沒有徹底解決環(huán)境中的重金屬污染問題。如果環(huán)境條件發(fā)生變化，重金屬的生物可利用性可能又會發(fā)生改變。因此，植物固定不是一個很理想的修復方法。....頁腳...頁眉植物揮發(fā)（phytovolatilization）是指通過植物的吸收促進某些重金屬轉移為可揮發(fā)態(tài),揮發(fā)出土壤和植物表面,達到治理土壤重金屬污染的目的。有些元素如Ｓｅ、Ａｓ和Ｈｇ通過甲基化揮發(fā),大大減輕土壤的重金屬污染。如,Ｂ.ｊｕｎｃｅａ能使土壤中的Ｓｅ以甲基硒的形式揮發(fā)去除[14].還有的研究表明煙草能使毒性大的二價汞轉化為氣態(tài)的零價汞[15].Ｒｕｇｈ等將細菌

6、的汞還原酶基因轉入Ａｒａ?ｂｉｄｏｐｓｉｓｔｆｉａｌｉａｎａ中,發(fā)現(xiàn)該植物對ＨｇＣｌ2的抗性和將Ｈｇ2+還原為Ｈｇ的能力明顯增強[16].?這一方法只適用于揮發(fā)性污染物，植物揮發(fā)要求被轉化后的物質(zhì)毒性要小于轉化前的污染物質(zhì),以減輕環(huán)境危害。?由于這一方法只適用于揮發(fā)性污染物，應用范圍很小，并且將污染物轉移到大氣和（或）異地土壤中對人類和生物又一定的風險，因此，它的應用將受到限制。植物提?。╬hytoextraction）是指種植一些特殊植物,利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物質(zhì)并運移至植物地上部,通過收割地上部物質(zhì)帶走土

7、壤中污染物的一種方法。植物提取作用是目前研究最多,最有發(fā)展前景的方法。該技術利用的是一些對重金屬具有較強忍耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生物量大、生長快和抗病蟲害能力強的特點,并具備對多種重金屬較強的富集能力。此方法的關鍵在于尋找合適的超富集植物和誘導出超級富集體?！境e累植物的概念】不管是植物提取，植物穩(wěn)定，還是植物揮發(fā)，尋求具有較強的重金屬忍耐及超積累能力的植物種始終是決定污染治理效率的關鍵。超積累植物的定義：超積累植物主要是指那些對某些重金屬具有特別的吸收能力,而本身不受毒害的植物種和基因型,即重金屬超積累

8、體(Ｈｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ)。對于不同金屬,其超積累植物富集濃度也有所不同。目前采用較多的為Ｂａｋｅｒ和Ｂｒｏｏｋｓ〔6〕所提出的參考值,即把植物地上部(干重)中含Ｃｄ達100μｇ/ｇ,Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ達1000μｇ/ｇ,Ｍｎ、Ｚｎ達10000μｇ/ｇ以上植物稱為超積累植物。?【超積累植