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)研究動態(tài)與展望Part4植物修復(fù)技術(shù)強化措施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填埋法化學洗脫微生物植物修復(fù)對土壤擾動性對植物分布的影響污染物淋失潛力對毗鄰?fù)寥罎撛趽p害對位點條件的敏感性對污染物的敏感性技術(shù)復(fù)雜程度廢物轉(zhuǎn)運量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?，對植物進行回收處理，達到去除污染與修復(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，降低其活動性，阻止其向深層土壤或地下水中擴散，但并不為植物利用。植物根系將土壤中重金屬或有機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%的營養(yǎng)成分如糖分、氨基酸、有機酸等都聚集在根部，因此會生長很多微生物(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)。舉例植物能使六價鉻變?yōu)槿齼r鉻，使其固化。蜈蚣草、印度芥菜等富集重金屬。礦化某些有機污染物，如PAHs、PCBs。有機污染物如PAHs、TPHs、PCBs，無機污染物如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)植物萃取（Phytoextraction）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、遏藍菜、向日葵、蜈蚣草、雜交楊樹實驗室、中試、野外工程試驗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、水葫蘆實驗室及中試土壤、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、印度芥菜實驗室、野外工程應(yīng)用2.2超積累植物超積累植物（Hyperaccumulator）指對重金屬元素的吸收超過一般植物100倍以上的植物。有兩個界定條件：（1）植物地上部富集的重金屬應(yīng)達到一定的量；（2）植物地上部的重金屬含量應(yīng)高于地下部。元素Zn5010010000Ni4021000Pb1051000Mn8508010000Cu20101000Cr6011000Cd100Co1011000臨界標準植物土壤超積累植物的發(fā)現(xiàn)

超級累植物的發(fā)現(xiàn)1583年意大利植物學家Cesalpino首次發(fā)現(xiàn)在意大利托斯卡納“黑色的巖石”上生長的特殊植物。這是有關(guān)超積累植物的最早報道。1814年Desvaux將其命名為Alyssumbertolonii(庭薺屬)。1848年Minguzzi和Vergnano首次測定該植物葉片中（干重）富含Ni達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種植物生長快生物量大抗病蟲能力強對重金屬具有專性吸附超積累植物

超積累植物的特點Part3植物修復(fù)技術(shù)存在問題修復(fù)植物對重金屬的耐性是有限的污染土壤往往是有機、無機及多種重金屬的復(fù)合污染，一種修復(fù)植物很難達到修復(fù)要求植物只能對于土壤表層0~50cm范圍能有效修復(fù)。LookHere在世界范圍內(nèi)引進超積累植物，會遇到植物不適應(yīng)環(huán)境的問題植物修復(fù)持續(xù)周期比較長修復(fù)植物多為野生植物，種子小、落粒性強，種子采集比較困難。待土壤污染修復(fù)后，這些植物會影響作物的生長。植物修復(fù)局限性Part4植物修復(fù)技術(shù)強化措施植物修復(fù)（Phytoremediation）重金屬進入土壤后，大多數(shù)與土壤中的有機物或無機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。通過一些強化措施，可以增加土壤溶液中重金屬的濃度，從而提高對重金屬污染土壤的修復(fù)效率。植物修復(fù)技術(shù)強化措施植物修復(fù)技術(shù)強化措施

Solution1化學誘導微生物基因工程農(nóng)藝措施蚯蚓微生物對土壤重金屬影響四個方面：（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，促進植物生長、提高植物生物量。氮、磷、鉀肥和復(fù)合有機肥以及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于重金屬毒性的抗性。Solution1Solution3Solution2Solution5Solution4Part5植物修復(fù)技術(shù)研究動態(tài)與展望宏觀研究建立環(huán)境評價體系細胞學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)化細胞修復(fù)植物誘導試劑誘導超積累植物植物修復(fù)技術(shù)研究動向土壤重金屬植物修復(fù)應(yīng)用實例美國南卡羅來納州大學和中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所的科學家從微生物中分離出可將無機汞轉(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。美國依阿華大學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