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1、重金屬污染土壤的花卉植物修復研究進展2014-01-24來源:分享到:1我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀人類長期的農業(yè)活動、工業(yè)建設和城市發(fā)展等過程持續(xù)不斷地向土壤排放各種污染物質,嚴重制約著經濟社會和生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展,威脅人類的健康和生存口]。防治土壤污染,保護現(xiàn)有的土壤資源,已成為全球性的問題。含重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤而造成嚴重污染,其主要途徑是工業(yè)廢渣、廢氣中重金屬的擴散、沉降、累積,含重金屬的廢水灌溉農田,以及含重金屬農藥和磷肥的大量施用等[幻。而土壤重金屬不能被土壤微生物分解,極易積累,最終通過生物富集途徑直接危害人類的健康。土壤重金屬污染物主
2、要是鉛、鎘、鉻、汞、銅、鋅、鈷、錫以及類金屬砷等。據不完全統(tǒng)計,我國受鎘、砷、鉛等重金屬污染的耕地面積近2.0×107?hm,約占總耕地面積的1/5;其中工業(yè)“三廢”污染耕地占1.0×107?hm2,污水灌溉的農田面積占3.3×106?hm2[3]。楊元根等[43研究證明,重金屬Pb進入土壤環(huán)境可對土壤生物(動物和微生物)和植物群落的結構、功能以及多樣性施加強烈作用,進而影響生態(tài)系統(tǒng)功能與穩(wěn)定性。重金屬對土壤的污染雖日益嚴重,但由于土壤重金屬污染的特異性及地域的復雜性,對土壤污染的治理不僅見效慢、費用高,而且還受到多種因素的制約。2土壤重金屬污染的花卉植物修復
3、世界上大多數(shù)國家都面臨嚴重的土壤重金屬污染問題。目前,對重金屬污染土壤的修復主要有2種途徑,1種是改變重金屬在土壤里的存在狀態(tài),使其鈍化固定,降低其活性和遷移性,脫離食物鏈,減小其毒性;第2種是利用特殊植物吸收土壤中的重金屬,將重金屬從土壤中移除,然后將該植物除去。目前植物修復技術是發(fā)展最快,且經濟、高效的治理技術,也是當前國內外研究的熱點。因此,研發(fā)有效的植物修復法,清除土壤中的過量重金屬已迫在眉睫。與非觀賞性植物相比,用花卉植物進行土壤重金屬污染的環(huán)境修復,不僅能降低環(huán)境土壤中重金屬的含量,同時還可以達到美化環(huán)境的目的。2.1植物修復技術概況植物修復(Ph
4、ytoremediation)是利用自然生長的植物或者遺傳工程培育的植物提取、吸收、分解、轉化或固定土壤、沉積物、污泥、地表與地下水中有毒有害污染物技術的總稱。廣義的植物修復技術包括利用植物修復重金屬污染土壤、利用植物凈化水體與空氣、利用植物清除放射性核素和利用植物及其根際微生物共存體系來凈化環(huán)境中有機污染物等。植物修復技術現(xiàn)作為一種友好型的修復技術,已被國內外認可并廣泛應用。植物修復技術具有成本低、不破壞土壤結構、植物取材方便、改造環(huán)境的同時對環(huán)境無二次污染等諸多優(yōu)點,因此植物修復技術已成為治理環(huán)境污染方面重要的研發(fā)對象。目前,利用經濟植物(如能源植物或纖維
5、類植物)和觀賞植物對重金屬污染場地進行的植物修復技術,被認為在達到污染修復的同時,實現(xiàn)了生態(tài)、環(huán)境和經濟效益的統(tǒng)一。2.2植物修復類型植物修復主要是通過綠色植物來轉移、容納或轉化污染物使其對環(huán)境無害。對于重金屬污染土壤、水體等的植物修復技術,主要包括植物提取(Phytoextraction)、植物揮發(fā)(Phytovolatilization)、植物降解(Phytodeyrada-tion)、植物鈍化(Phytostohilizavtion)4種類型。由此看來,植物修復是一種很有潛力、正在發(fā)展的清除環(huán)境污染的綠色技術。植物提?。簯弥参锔滴?種或多種重金屬污
6、染物質,將其轉移貯藏到植物地上部分(莖、葉),植物衰亡后收割地卜部分另作處理。植物揮發(fā):利用植物來促進重金屬物質轉變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài),并將其揮發(fā)出土壤和植物表面。植物降解:可用于石油化r污染、炸藥廢物、燃料泄漏、氯代溶劑、填埋淋溶液和農藥等有機污染物的治理,可促進生物降解。植物鈍化:利用植物吸收、沉淀來固定土壤中大量有毒重金屬,降低重金屬的活動性和生物有效性。2.3花卉植物修復的核心一?富集花卉植物重金屬積累能力是篩選超富集花卉植物的一個重要指標。日前已發(fā)現(xiàn)400多種花卉植物能超量富集土壤中Pb、Cd、、Cn、Cr、Mn、Ni和Zn等重金屬,超量富集植物中最高重
7、金屬含量(干物質量)分別為Pb?820?mg/g、Cd180?mg/g、C.1020?mg/g、Cn?240?mg/g、Cr?1350?mg/g、Mn?5180?mg,/g、Ni?4750?mg/g和Zn?3960?mg/g。張海燕等-“]研究表明花卉植物對重金屬有一定能力的積累、轉移作用;侯靜等通過與其它試驗花卉比較,證明牽牛植株根、莖和葉對H的累積量最高,由此可知,牽牛對汞具有較強的富集能力。鑒于牽牛對重金屬H有較強的耐受性和富集能力,具有生長迅速、適應性強、美化環(huán)境等諸多優(yōu)勢,可以將其作為城市土壤污染的植物修復資源,大面積推廣應用。馬利民等17研究發(fā)現(xiàn)植
8、物對重金屬的富集能力主要與植物種類有關