土壤重金屬植物修復(fù)淺析

植物修復(fù)的應(yīng)用潛力分析TheAnalysisofApplicationPotentialofPhytoremediation目錄Part1土壤重金屬污染主要方法介紹Part2土壤重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)Part5植物修復(fù)技術(shù)研究動(dòng)態(tài)與展望Part4植物修復(fù)技術(shù)強(qiáng)化措施Part3植物修復(fù)技術(shù)存在問題

Part1土壤重金屬污染主要方法介紹

重金屬污染修復(fù)途徑一般方法工程措施農(nóng)業(yè)措施改良措施生物措施途徑一改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其活性，使其鈍化、脫離食物鏈、減小其毒性途徑二利用特殊植物吸收土壤中的重金屬，然后將該植物除去，或用工程技術(shù)將重金屬變?yōu)槿軕B(tài)、游離態(tài)，再經(jīng)過淋洗，然后收集淋洗液中的重金屬不同修復(fù)技術(shù)的比較3填埋法化學(xué)洗脫微生物植物修復(fù)對(duì)土壤擾動(dòng)性對(duì)植物分布的影響污染物淋失潛力對(duì)毗鄰?fù)寥罎撛趽p害對(duì)位點(diǎn)條件的敏感性對(duì)污染物的敏感性技術(shù)復(fù)雜程度廢物轉(zhuǎn)運(yùn)量21233123112123123113332111233113注：3代表高；2代表中；1代表低Part2土壤重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)（Phytoremediation）植物修復(fù)（Phytoremediation）技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種用于清除環(huán)境中有毒有害污染物的綠色修復(fù)技術(shù)。是利用植物對(duì)某種污染物具有特殊的吸收富集能力，將環(huán)境中的污染物轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)或?qū)⑽廴疚锝到饫?，?duì)植物進(jìn)行回收處理，達(dá)到去除污染與修復(fù)生態(tài)的目的。2.1植物修復(fù)的類型植物修復(fù)類型主要有兩個(gè)方向：土壤重金屬的去除過程和穩(wěn)定過程。定義利用植物將重金屬聚集在根系地帶，降低其活動(dòng)性，阻止其向深層土壤或地下水中擴(kuò)散，但并不為植物利用。植物根系將土壤中重金屬或有機(jī)污染物從污染的土壤中轉(zhuǎn)移到植物的地上部分。植物中超過20%的營(yíng)養(yǎng)成分如糖分、氨基酸、有機(jī)酸等都聚集在根部，因此會(huì)生長(zhǎng)很多微生物(1~3mm)。植物的根、莖、葉吸收或降解污染物。某些易揮發(fā)污染物被植物吸收后從植物組織空隙中揮發(fā)。舉例植物能使六價(jià)鉻變?yōu)槿齼r(jià)鉻，使其固化。蜈蚣草、印度芥菜等富集重金屬。礦化某些有機(jī)污染物，如PAHs、PCBs。有機(jī)污染物如PAHs、TPHs、PCBs，無機(jī)污染物如NOx、SOx。桉樹降解三氯乙烯（TCE）12345植物揮發(fā)(Phytovolatilization)植物固定(Phytostabilization)植物降解(Phytodegradation)根系降解(Rhizodegradation)植物萃?。≒hytoextraction）典型的植物修復(fù)過程過程污染物介質(zhì)污染物修復(fù)目標(biāo)所用植物應(yīng)用狀態(tài)植物提取根際過濾植物穩(wěn)定植物揮發(fā)土壤、沉積物、污泥As、Ag、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn提取收集污染物印度芥菜、遏藍(lán)菜、向日葵、蜈蚣草、雜交楊樹實(shí)驗(yàn)室、中試、野外工程試驗(yàn)均已展開提取收集污染物地下水、地表水重金屬、放射性元素印度芥菜、向日葵、水葫蘆實(shí)驗(yàn)室及中試土壤、沉積物、污泥As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Sr污染物穩(wěn)定印度芥菜、向日葵工程應(yīng)用地下水、土壤、沉積物、污泥有機(jī)氯溶劑、As、Se、Hg從介質(zhì)中提取揮發(fā)至空氣中楊樹、樺樹、印度芥菜實(shí)驗(yàn)室、野外工程應(yīng)用2.2超積累植物超積累植物（Hyperaccumulator）指對(duì)重金屬元素的吸收超過一般植物100倍以上的植物。有兩個(gè)界定條件：（1）植物地上部富集的重金屬應(yīng)達(dá)到一定的量；（2）植物地上部的重金屬含量應(yīng)高于地下部。元素Zn5010010000Ni4021000Pb1051000Mn8508010000Cu20101000Cr6011000Cd100Co1011000臨界標(biāo)準(zhǔn)植物土壤超積累植物的發(fā)現(xiàn)

超級(jí)累植物的發(fā)現(xiàn)1583年意大利植物學(xué)家Cesalpino首次發(fā)現(xiàn)在意大利托斯卡納“黑色的巖石”上生長(zhǎng)的特殊植物。這是有關(guān)超積累植物的最早報(bào)道。1814年Desvaux將其命名為Alyssumbertolonii(庭薺屬)。1848年Minguzzi和Vergnano首次測(cè)定該植物葉片中（干重）富含Ni達(dá)7900ug/g（0.79%）。庭薺屬常見的超積累植物蜈蚣草東南景天印度芥菜向日葵迄今為止，發(fā)現(xiàn)超積累植物480種，廣泛分布于約50個(gè)科，絕大多數(shù)屬于Ni超積累植物（329種）Cu37種Co29種Zn21種Se20種Pb17種Mn

13種植物生長(zhǎng)快生物量大抗病蟲能力強(qiáng)對(duì)重金屬具有專性吸附超積累植物

超積累植物的特點(diǎn)Part3植物修復(fù)技術(shù)存在問題修復(fù)植物對(duì)重金屬的耐性是有限的污染土壤往往是有機(jī)、無機(jī)及多種重金屬的復(fù)合污染，一種修復(fù)植物很難達(dá)到修復(fù)要求植物只能對(duì)于土壤表層0~50cm范圍能有效修復(fù)。LookHere在世界范圍內(nèi)引進(jìn)超積累植物，會(huì)遇到植物不適應(yīng)環(huán)境的問題植物修復(fù)持續(xù)周期比較長(zhǎng)修復(fù)植物多為野生植物，種子小、落粒性強(qiáng)，種子采集比較困難。待土壤污染修復(fù)后，這些植物會(huì)影響作物的生長(zhǎng)。植物修復(fù)局限性Part4植物修復(fù)技術(shù)強(qiáng)化措施植物修復(fù)（Phytoremediation）重金屬進(jìn)入土壤后，大多數(shù)與土壤中的有機(jī)物或無機(jī)物形成不溶性沉淀或吸附在土壤顆粒表面而難以被植物吸收。通過一些強(qiáng)化措施，可以增加土壤溶液中重金屬的濃度，從而提高對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)效率。植物修復(fù)技術(shù)強(qiáng)化措施植物修復(fù)技術(shù)強(qiáng)化措施

Solution1化學(xué)誘導(dǎo)微生物基因工程農(nóng)藝措施蚯蚓微生物對(duì)土壤重金屬影響四個(gè)方面：（1）生物吸附和富集作用；（2）溶解和沉淀作用；（3）氧化還原作用；（4）菌根真菌與重金屬有效性關(guān)系。例：加放線菌向土壤中加入化學(xué)物質(zhì)，改變重金屬的形態(tài)，提高重金屬生物有效性。一般加入螯合劑：EDTA、CDTA、EGTA檸檬酸、蘋果酸向土壤中施肥，促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高植物生物量。氮、磷、鉀肥和復(fù)合有機(jī)肥以及CO2氣肥一方面，蚯蚓可改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，提高植物產(chǎn)量；另一方面，在其生命活動(dòng)中可提高重金屬生物有效性（影響土壤微生物群落，改變土壤PH）。將一些植物有利于重金屬吸收的基因轉(zhuǎn)移到超富集植物中；或是改變植物基因從而提高對(duì)于重金屬毒性的抗性。Solution1Solution3Solution2Solution5Solution4Part5植物修復(fù)技術(shù)研究動(dòng)態(tài)與展望宏觀研究建立環(huán)境評(píng)價(jià)體系細(xì)胞學(xué)基因工程微觀研究植物吸收植物揮發(fā)植物固定植物修復(fù)原位固定技術(shù)揮發(fā)后處理誘導(dǎo)吸收連續(xù)吸收轉(zhuǎn)基因工程螯合作用離子區(qū)隔化生物轉(zhuǎn)化細(xì)胞修復(fù)植物誘導(dǎo)試劑誘導(dǎo)超積累植物植物修復(fù)技術(shù)研究動(dòng)向土壤重金屬植物修復(fù)應(yīng)用實(shí)例美國(guó)南卡羅來納州大學(xué)和中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所的科學(xué)家從微生物中分離出可將無機(jī)汞轉(zhuǎn)化為氣態(tài)汞的基因，經(jīng)過序列改造，再將其轉(zhuǎn)入煙草，可大量吸收汞。美國(guó)依阿華大學(xué)在一塊受砷污染的土地種植了3100棵雜交楊樹，深入尾礦中達(dá)