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1、土壤重金屬污染的植物修復(fù)研究進展摘要:隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬在土壤和水體中的含量越來越高。人為活動或自然作用釋放出的重金屬經(jīng)過物理、化學(xué)或生物的過程，在土壤中逐漸積累從而造成了土壤的重金屬污染，土壤重金屬污染已成為全球面臨的一個嚴重的環(huán)境問題。植物修復(fù)可部分解決這一問題正引起人們的普遍關(guān)注。關(guān)鍵詞:土壤;重金屬污染;植物修復(fù);基因工程土壤重金屬污染對環(huán)境產(chǎn)生危害主要有下列途徑:(1)土壤中的重金屬通過雨水淋溶作用向下滲透，可能導(dǎo)致地下水的污染;(2)受污染的土壤直接暴露在環(huán)境中，通過土壤顆粒物等形式能直接或間接地為人或動物所吸人;(3)外界環(huán)境條件的變化如酸雨、某些土壤添加劑等因素
2、提高了土壤中重金屬的生物可利用性，使得重金屬較容易地為植物吸收利用而進人食物鏈，對食物鏈上的生物產(chǎn)生毒害。與有機污染物不同的是，土壤中的重金屬具有生物不可降解性和相對的穩(wěn)定性，使得重金屬污染土壤的修復(fù)比較困難。在礦產(chǎn)資源被大量開采利用、工業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展和化學(xué)藥品廣泛使用的同時，一個日益突出的問題是如何控制和減輕重金屬對環(huán)境的污染和危害。重金屬污染治理的常規(guī)方法有客土法、石灰改良法、化學(xué)淋洗法和電化學(xué)法等。這些方法在污染環(huán)境的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，但所需費用昂貴，需要特殊的儀器和培訓(xùn)專門的技術(shù)人員，而且大多只能暫時緩解重金屬的危害，還可能導(dǎo)致二次污染，不能從根本上解決
3、問題。近年發(fā)展起來的植物修復(fù)技術(shù)外，以安全、廉價的特點正成為研究和開發(fā)的熱點。1植物修復(fù)1.1植物修復(fù)的定義植物修復(fù)是利用綠色植物來清除環(huán)境的污染物，它的對象是重金屬、有機物或放射性元素污染的土壤及水體。植物修復(fù)在20世紀80年代后期提出，很快使得到了廣泛認同和應(yīng)用。1.2植物修復(fù)的類型和機理土壤重金屬的植物修復(fù)主要分為以下幾種:(1)植物提取:重金屬富集能力較高的植物通過吸收和轉(zhuǎn)運的過程，將重金屬富集在可收割的部位;然后將植物富集部位進行收割并經(jīng)過熱、微生物、物理或化學(xué)的處理，減少植物的體積或重量，以達到降低加工、填埋和人工操作費用的目的。能應(yīng)用于植物提取的植物往往是一些超累積植
4、物。(2)植物轉(zhuǎn)化:在植物的根部或其它部位通過新陳代謝作用將重金屬轉(zhuǎn)為無害的形態(tài)。(3)植物揮發(fā):利用一些植物來促進重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài)，并將之揮發(fā)出土壤和植物表面。一些植物在植物體內(nèi)能將se和Hg等甲基化而形成可揮發(fā)性的分子，釋放到大氣中去。(4)植物固定:利用植物活動來降低重金屬的活動性，使其不能為生物所利用，如植物枝葉分解物、根系分泌物對重金屬的固定作用、腐殖質(zhì)對金屬離子的整合作用等過程。(5)植物促進:植物本身不能吸收重金屬，但植物的根系分泌物如氨基酸、糖、酶等物質(zhì)能促進根系周圍土壤的微生物的活性和生化反應(yīng)，有利于重金屬的釋放和微生物的吸收。1.3適合于修復(fù)的植物特點(
5、l)具有一定的生物量和較快的生長速率。(2)對重金屬具有一定的耐性。(3)植物地上部分對重金屬有一定的積累量。(4)植物易于種植，便于人工或機械操作。1.4提高植物吸收能力的途徑1.4.1添加化學(xué)配體，提高重金屬的生物可利用率土壤中重金屬以多種化學(xué)形態(tài)存在，這些化學(xué)形態(tài)受土壤的物理化學(xué)條件控制，處于一個很復(fù)雜的平衡體系，其中生物可利用形態(tài)只占其中的很少的一部分。通過人為的添加化學(xué)配體能破壞其平衡，提高可、利用形態(tài)的含量，常見的配體包括有機酸如檸檬酸、蘋果酸等。，1.4.2施加植物營養(yǎng)，促進植物對重金屬的吸收。施加氮肥產(chǎn)生同樣的效果，但施加磷肥對吸收影響不明顯岡。施加植物營養(yǎng)，能促進
6、植物的生長，提高根部活動強度，相應(yīng)地提高了植物對重金屬的吸收。1.5植物修復(fù)的優(yōu)點和缺點與傳統(tǒng)的污染土壤修復(fù)技術(shù)相比，植物修復(fù)有如下優(yōu)點:(1)植物修復(fù)最顯著的優(yōu)點是價格便宜。(2)植物修復(fù)是原位修復(fù)，不需要挖掘、運輸和巨大的處理場所。(3)植物修復(fù)不會破壞景觀生態(tài)，能綠化環(huán)境，容易為大眾所接受。植物修復(fù)的缺點如下:(l)修復(fù)速度慢。(2)植物修復(fù)受到土壤類型、溫度、濕度、營養(yǎng)等環(huán)境條件限制。(3)污染物必須是植物可利用態(tài)并且只能處于根系區(qū)域。(4)污染物在植物中累積，可能提高污染物對野生生物的威脅。(5)用于修復(fù)的植物與當?shù)刂参锏母偁?，可能破壞本地的生態(tài)平衡。2基因工程在植物修復(fù)
7、中的應(yīng)用2.1植物修復(fù)中基因技術(shù)的研究首先要找到對重金屬耐性強或累積性高的生物，通過生物化學(xué)、分子生物學(xué)等法鑒別出控制這些特性的基因。然后將這些基因按特定方案定向連接起來，并在特定的受體細胞中與載體一起得到復(fù)制與表達，使受體細胞獲得新的遺傳特性。最后，要將轉(zhuǎn)基因植物進行田間實驗，確定是否達到目的。需要強調(diào)的是，要持謹慎的態(tài)度來進行轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究，預(yù)防基因污染。2.2基本方法首先識別出對重金屬耐性強或積累高的生物，通過生物化學(xué)、分子生物學(xué)等方法鑒別出控制這些性狀的基因
