植物修復(fù)土壤重金屬研究進(jìn)展

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1、植物修復(fù)土壤重金屬的研究進(jìn)展..摘要：植物修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是治理重金屬污染最為綠色的方法，因為此技術(shù)成本低、實施方便、無污染。超富集植物的研究是重金屬污染植物修復(fù)的重點(diǎn)，然而一種植物由具有富集重金屬特性到應(yīng)用于現(xiàn)實的重金屬污染修復(fù)并非易事。研究表明，在現(xiàn)實條件下，植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于治理土壤重金屬污染中存在一些約束。本文系統(tǒng)地總結(jié)了目前超富集植物的研究方法和研究現(xiàn)狀，詳細(xì)敘述了鎘、銅、砷、鎳的污染現(xiàn)狀、危害及最新的植物修復(fù)技術(shù)究進(jìn)展，通過分析超富集植物在現(xiàn)實條件下修復(fù)土壤重金屬污染的不足，提出土壤重金屬污染植物修復(fù)的方向。關(guān)鍵詞：植物修復(fù)

2、；重金屬；土壤污染前言：當(dāng)前,土壤受重金屬污染狀況在國內(nèi)外都很嚴(yán)重,受到了越來越多的關(guān)注。植物修復(fù)技術(shù)是新近發(fā)展起來的一項用于處理土壤重金屬污染的生態(tài)技術(shù),其機(jī)理主要是通過某些植物對重金屬元素的吸收、積累和轉(zhuǎn)化,達(dá)到減輕重金屬污染土壤的目的。與傳統(tǒng)的處理土壤污染方法相比,植物修復(fù)技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、簡單和高效等優(yōu)點(diǎn)。本文簡要介紹了植物修復(fù)的幾種類型,論述了當(dāng)前國內(nèi)外植物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展。主要對超富集植物的概念和特征、成功案例與不足進(jìn)行了闡述，集中介紹了鎘、銅、砷、鎳幾種重金屬污染及其植物修復(fù)技術(shù)，對土壤重金屬污染植物修復(fù)的方法和原理以及土

3、壤重金屬植物修復(fù)技術(shù)的強(qiáng)化措施進(jìn)行了綜述,希望能為植物修復(fù)的近期研究工作提供借鑒。?１．土壤重金屬污染的嚴(yán)重性及常用治理方法土壤重金屬污染途徑包括自然方式和人類活動。自然方式主要是巖石的分化，人類活動主要是礦山開發(fā)、金屬冶煉、農(nóng)藥等使用。目前，重金屬造成的環(huán)境污染已成為世界范圍內(nèi)的嚴(yán)重問題。工業(yè)化的發(fā)展，干擾了自然平衡的生物地球化學(xué)循環(huán)，使得這一問題愈發(fā)的嚴(yán)重。對于生物來說，超過閾值的重金屬濃度會產(chǎn)生不利影響，并干擾正常運(yùn)轉(zhuǎn)的生物系統(tǒng)。植物在重金屬脅迫下，其根系生長受到影響，細(xì)胞膜透性增大，植物抗氧化酶系統(tǒng)和光合系統(tǒng)遭到破壞，并對基因

4、產(chǎn)生毒害。與有機(jī)物質(zhì)不同，土壤重金屬基本上不可降解，會在環(huán)境中不斷累積，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，農(nóng)作物減產(chǎn)和農(nóng)作物品質(zhì)下降。另外，由于生物的富集作用，土壤重金屬最終還可能通過食物鏈進(jìn)入人體，其潛在危害極大。因此，重金屬污染具有隱蔽性，毒性大，長期性和不可逆性的特點(diǎn)。僅在中國就有2.88×10^6h㎡土地由于礦山開采而遭到污染破壞，并以平均每年46700ｈ㎡的速度在不斷增加，最終導(dǎo)致水土流失、異地污染等環(huán)境問題，這些遭到污染破壞的土地幾乎完全沒有植被的覆蓋［１］。為了減少重金屬污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響，必須對已經(jīng)污染的土壤進(jìn)行治理。治理方法要綜合

5、考慮成本以及技術(shù)，因此非常具有挑戰(zhàn)性。目前不同的物理、化學(xué)和生物方法已被用于此。傳統(tǒng)的治理方法包括土壤焚燒、挖掘和填埋、土壤清洗、土壤沖洗、凝固和電固定［２－３］。由于物理和化學(xué)方法受到成本高、勞動力大、土壤改變的不可逆性、本地菌群等因素的制約，以及可能產(chǎn)生的二次污染，因此有必要研究成本低、效益高、環(huán)境友好的治理土壤重金屬污染的方法。植物修復(fù)被認(rèn)為是一個可供選擇的治理重金屬污染問題的新型的綠色方法。目前,重金屬污染治理技術(shù)主要分為三類:化學(xué)法,物理化學(xué)法,生物修復(fù)法。生物修復(fù)法中的植物修復(fù)技術(shù)具有成本低,不會造成二次污染,且具有一定的

6、可行勝等優(yōu)點(diǎn),在土壤重金屬污染處理領(lǐng)域得到廣泛的研究。２.土壤重金屬污染的植物修復(fù)技術(shù)２．１　土壤重金屬植物修復(fù)的概念植物修復(fù)是指利用植物和相關(guān)的土壤微生物來減少土壤中污染物濃度或毒性的方法，它是一種..新型、高效、低成本的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)，具有就地適用的特點(diǎn)，是一種以太陽能驅(qū)動來整治的策略。植物修復(fù)不會影響表土，因此可以提高土壤肥力。綠色植物必須具有攝取環(huán)境污染物和通過各種機(jī)制實現(xiàn)其解毒的巨大能力。相對于其它修復(fù)措施，植物修復(fù)具有較低的實施和維護(hù)成本。植物修復(fù)的成本比其它治理方法少５％［４］。同時，植被修復(fù)作用于土壤污染的方法

7、，也有助于防止金屬進(jìn)一步侵蝕和浸出。２．２　土壤重金屬植物修復(fù)的實驗指標(biāo)植物修復(fù)的核心技術(shù)在于超富集植物的選取，主要要用野外調(diào)查采樣和溫室栽培的方法，并對植物進(jìn)行測量和分析。野外調(diào)查采樣主要目的是選擇植物和采集備用土壤。通過配置不同梯度的重金屬土壤濃度，進(jìn)行栽培，測量植物的生長情況，測定是否為超富集物種。技術(shù)指標(biāo)包括以下幾個方面的內(nèi)容：①萌發(fā)率和存活率：在植物生長初期重金屬對植物的影響作用。②生理指標(biāo)的測定：株高、莖粗和葉綠素含量，酶活性、丙二醛、脯氨酸等生理指標(biāo)，可以了解重金屬對植物生理活動的影響。③重金屬耐性范圍：超富集植物對重金

8、屬濃度的耐性不是無限的，而是在超過一定限度后，如同其他植物一樣會表現(xiàn)出重金屬的毒性。確定重金屬的耐性范圍，有利于植物更好地應(yīng)用于現(xiàn)實的污染土壤中。④植物體中的金屬含量：包括植物根莖葉中的重金屬含量，確定了富集重金屬的有效