植物 土壤污染.doc

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1、重金屬污染土壤的植物修復(fù)摘要：土壤重金屬污染在世界范圍內(nèi)廣泛存在并且日益嚴(yán)重，植物修復(fù)技術(shù)作為一低成本，效果好，無二次污染的綠色技術(shù)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。雖然植物修復(fù)技術(shù)尚處于“嬰兒”時(shí)期，但卻是尖端的污染整治技術(shù)。我國應(yīng)該在了解國情的基礎(chǔ)上，開展此領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)，以便推進(jìn)我國土壤污染整治工作。關(guān)鍵詞：植物修復(fù)土壤污染1.前言土壤是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是人類社會(huì)的生存基礎(chǔ)。由于生活污水排放、污水灌溉、大氣沉降、采礦冶煉、農(nóng)藥化肥的大量施用等原因，造成了該系統(tǒng)的污染，尤其是重金屬污染狀況日趨嚴(yán)重。發(fā)生重金屬污染后，因其具有隱蔽性、不可逆性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，

2、對(duì)陸生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在的巨大威脅，不僅影響植物的產(chǎn)量與品質(zhì)，而且影響大氣和水環(huán)境質(zhì)量，并通過食物鏈危害人類的生命和健康?，F(xiàn)有的重金屬污染治理措施還不太多，治理效率也不高，常見的有：使用非毒性改良劑法；深耕法；排土法與客土法；化學(xué)沖洗法等。但是非毒性改良劑法只暫時(shí)減少污染物在生物體內(nèi)的富集，不能根除污染物在土壤中的存在[1]；深耕法會(huì)導(dǎo)致表層土壤中的污染物擴(kuò)散；排土法要挖去表層沃土，且挖去的污染土壤處理也很頭痛。為此有必要尋找和開發(fā)一種既廉價(jià)又實(shí)用的技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所謂植物修復(fù)技術(shù)，又稱綠色修復(fù)，以植物忍耐、分解或超量積累某種或某些化學(xué)元素的生理功能為基礎(chǔ)，利用植物及其

3、共存微生物體系來吸收、降解、揮發(fā)和富集環(huán)境中污染物的一項(xiàng)環(huán)境污染治理技術(shù)。。隨著對(duì)重金屬植物修復(fù)技術(shù)的研究，特別是耐重金屬和超富集植物及其根際微生物共存體系的研究、根際分泌物在微生物群落的進(jìn)化選擇過程中的作用、以及根際物理化學(xué)特性研究的深入，植物修復(fù)技術(shù)的涵義和應(yīng)用將得到延伸。選取某些植物吸收和積累污染物能力的優(yōu)勢(shì)，特別是利用或培育稱作超級(jí)累積器的植物，將有毒、有害元素由地表土壤或水體轉(zhuǎn)移到植物體中。這些被稱作超級(jí)累積器的植物能顯著吸收有毒有害元素，其濃集能力超過傳統(tǒng)植物的上百倍，甚至上千倍[2]。長(zhǎng)成后，這些植物被收割和處理，以達(dá)到進(jìn)一步的減容和污染物的濃集，而有毒有害元素被回

4、收或處置。2.植物耐金屬機(jī)理Barker認(rèn)為植物對(duì)重金屬抗性的獲得可通過兩種途徑，避性和耐性，這兩條途徑并不排斥，往往能統(tǒng)一作用于一個(gè)植物上。因此，研究抗性機(jī)理就必須弄清這些特定的生理機(jī)理，其作用方式和條件。2.1避性一些植物可通過某種外部機(jī)制保護(hù)自己，使其不吸收環(huán)境中高含量的重金屬從而免受毒害，稱之為避性。在這種情況下，植物體內(nèi)重金屬的濃度并不高。2.1.1限制重金屬離子跨膜吸收植物可通過限制重金屬離子跨膜吸收降低體內(nèi)的重金屬離子的濃度。細(xì)胞質(zhì)膜是有機(jī)體與外界環(huán)境之間的一個(gè)界面。因此，細(xì)胞質(zhì)膜的透性大小是決定外界重金屬離子能否進(jìn)入細(xì)胞和進(jìn)入多少的主要因素，而質(zhì)膜組成是決定質(zhì)膜透

5、性的關(guān)鍵，所以在重金屬污染條件下，植物之間膜組成和變化能力的差異可能是不同植物對(duì)重金屬抗性不同的原因之一。2.1.2與體外分泌物絡(luò)合在重金屬脅迫條件下，植物可反饋分泌一些物質(zhì)。通過這些物質(zhì)與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，降低植物周圍環(huán)境中有效態(tài)的重金屬離子含量，避免植物受害。不同植物和品種由于根系生理代謝的差異有著不同的根際效應(yīng)。因而可能通過了解不同品種植物在重金屬脅迫下根系是否分泌特定根系分泌物來篩選抗性品種，從而減少作物對(duì)重金屬的吸收，或者培育出耐性品種通過生物抽提來消除土壤中重金屬污染。2.2耐性耐性是指植物體內(nèi)具有某些特定的生理機(jī)制，使植物能生存于高含量的重金屬環(huán)境中而不受傷害

6、，此時(shí)植物體內(nèi)具有較高濃度的重金屬。Barker認(rèn)為，耐性又具備兩條基本途徑，即金屬排斥性和金屬積累。圖1植物對(duì)重金屬耐性機(jī)理2.2.1金屬排斥性重金屬被植物吸收后又被排出體外，或重金屬在植物體內(nèi)的運(yùn)輸受到阻礙。2.2.2金屬積累性植物耐性的另一個(gè)途徑是金屬積累，但可自身解毒，即重金屬在植物體內(nèi)積累，但以不具生物活性的解毒形式存在。研究認(rèn)為，植物細(xì)胞壁是重金屬離子進(jìn)入的第一道屏障，細(xì)胞壁的金屬沉淀作用機(jī)理可能是一些植物耐金屬的原因，這種沉淀作用可以阻止過多金屬進(jìn)入體內(nèi)原生質(zhì)，免受其毒害[3]。液泡里含有的各種蛋白質(zhì)、糖、有機(jī)酸、有機(jī)堿等都能與重金屬結(jié)合而解毒，因此液泡常被認(rèn)為是分

7、隔重金屬元素的機(jī)構(gòu)。進(jìn)入植物體內(nèi)的重金屬，常與植物體內(nèi)許多成分結(jié)合而失去毒性。當(dāng)部分重金屬穿過細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞后，能和細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)、谷胱甘肽、草酸、檸檬酸、蘋果酸等形成復(fù)雜的穩(wěn)定螯合物，它們多能使重金屬的毒性降低[4]。3.植物修復(fù)技術(shù)3.1單一植物修復(fù)重金屬類污染的植物修復(fù)技術(shù)按其修復(fù)的機(jī)理和過程可分為植物萃取、植物固定、根系過濾、根際降解和植物揮發(fā)?！≈参镙腿。╬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(yùn)移至植物地