植物修復(fù)重金屬污染土壤

植物修復(fù)重金屬污染土壤超積累植物植物修復(fù)定義植物修復(fù)技術(shù)就是利用重金屬富集能力較強的植物根系吸收一種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲存在植物地上部分，通過對植物地上部分的收獲，之后統(tǒng)一集中進(jìn)行回收重金屬的處理，從而達(dá)到去除土壤重金屬元素的目的。重金屬污染土壤的植物修復(fù)是指通過植物系統(tǒng)及其根系移去、揮發(fā)或穩(wěn)定土壤環(huán)境中的重金屬污染物,或降低污染物中的重金屬毒性,以期達(dá)到清除污染、修復(fù)或治理土壤為目的的一種技術(shù)。植物修復(fù)的作用方式植物凈化主要是通過葉片吸收及根系的濾除作用來清潔污染空氣和水體;植物降解是利用植物根系分泌物和特有酶系的轉(zhuǎn)化和降解作用去除土壤中的有機(jī)污染物;根際圈生物降解是利用根際圈內(nèi)菌根真菌、細(xì)菌等微生物的新陳代謝活動來轉(zhuǎn)化和降解有機(jī)污染物;植物提取、植物揮發(fā)、植物固定主要是利用植物的吸收積累、揮發(fā)及根系分泌物的螯合沉淀作用來去除和固定重金屬植物修復(fù)作用方式Page

5修復(fù)方式植物固定植物固定是利用植物使土壤環(huán)境中的重金屬流動性降低生物可利用性下降使重金屬對生物的毒性降低植物揮發(fā)植物揮發(fā)是利用植物去除環(huán)境中的一些揮發(fā)性污染物即植物污染物吸收到體內(nèi)后又將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)逸出土體后再回收處理植物吸收植物吸收是目前研究最多并且最有發(fā)展前景的植物修復(fù)方式它是利用耐受并能積累重金屬的植物吸收土壤環(huán)境中的金屬離子將它們輸送并貯存在植物體的地上部分解毒機(jī)理超累積植物對重金屬的解毒機(jī)理主要包括:

植物根部對重金屬離子的吸收轉(zhuǎn)運,重金屬在植物體內(nèi)的化、螯合和區(qū)室化,以及植物本身的細(xì)胞修復(fù)機(jī)制。

另一種說法：1)回避機(jī)制:植物由于某些因素的影響不吸收重金屬。以這種方式來抵御重金屬毒害被認(rèn)為是最佳的方式;(2)排除機(jī)制:指耐重金屬植物通過從其根際和枝條部位排出金屬的方式來達(dá)到解除重金屬毒性的目的;(3)細(xì)胞壁作用機(jī)制:耐重金屬植物的細(xì)胞壁要比非耐重金屬植物的細(xì)胞壁具有更優(yōu)先健合金屬的能力。解毒機(jī)理(4)重金屬進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)機(jī)制:許多觀察表明,重金屬確實進(jìn)入忍耐型植物的共質(zhì)體。忍耐型植物根部能靈活地泵吸鋅到液泡,而非耐性植物沒有這種能力;(5)重金屬與各種有機(jī)酸絡(luò)合機(jī)制:重金屬與各種有機(jī)化合物包括有機(jī)酸絡(luò)合后能降低自由離子的活度系數(shù),減少其毒性;(6)酶適應(yīng)機(jī)制:許多植物能生產(chǎn)出不受重金屬制約的酶。土壤溶液中金屬的影響會導(dǎo)致植物根際細(xì)胞酶的形成;(7)滲透調(diào)節(jié)機(jī)制:重金屬能引起許多物質(zhì)從植物體內(nèi)滲漏。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于膜滲透性增加的原故。Page

8植物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理根系吸收重金屬運輸?shù)降厣喜砍患参矬w內(nèi)的有機(jī)物對重金屬離子的螯合超富集植物對重金屬離子的儲存123Page

9植物修復(fù)重金屬污染土壤的特點優(yōu)點植物修復(fù)具有投資和維護(hù)成本低、操作簡便的特點不造成二次污染,且易于后處理具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益植物修復(fù)可同時處理受污染的土壤和地下水超積累植物定義：在地上部能夠較普通作物累積10~500倍重金屬的植物。

一般篩選超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)是植物應(yīng)具有以下幾個特性:一是即使在污染物濃度較低的情況下,也有較高的積累率;二是能在體內(nèi)富集較高濃度的污染物;三是能同時吸收積累幾種重金屬;四是生長快,生物量大;五是具有抗蟲、抗病能力。超積累植物—事例當(dāng)年生加拿大楊對Hg的富集量高達(dá)6.8mg/株,為對照的130倍將Hg污染稻田改種苧麻后,對Hg的凈化率達(dá)41%楊樹對鎘和汞污染有很好的削減和凈化功能羽葉鬼針草和酸模能夠富集重金屬鉛對鉛有很好的耐性圓錐南芥具有同時超量富集Pb、Zn和Cd的能力天藍(lán)遏藍(lán)菜可以超富集Cd、Zn和富集PbPage

12超積累植物Pb茼麻、紫花苜蓿Zn小白酒花、茼麻、龍葵、東南景天、燕麥、巴麗芥菜Cd小白酒花、茼麻、龍葵、寶山堇菜、印度芥菜、旱柳、愛遏藍(lán)菜As蜈蚣草、大葉井口邊草、粉葉蕨、深山酢漿草Hg加拿大楊Page

13部分超積累植物Page

14包頭市不同功能區(qū)重金屬污染情況分布以Pb,Zn,Cd,Hg和As為主以Pb為主工業(yè)區(qū)市區(qū)以Cd,Hg為主以Hg的點源污染為主郊區(qū)農(nóng)村表層土壤污染以重金屬Pb,Zn,Cd,Hg和As為主植物修復(fù)先前調(diào)查項目了解受重金屬污染的土壤所處的地理、氣候和海拔條件,以便選擇適合生長在該條件下的耐重金屬植物和超積累植物種類進(jìn)行污染土壤的植物修復(fù);將整個需要治理的污染土壤納入土地使用和規(guī)劃管理方案中進(jìn)行總體設(shè)計與考慮;對土壤的酸堿度進(jìn)行調(diào)查;對土壤的鹽度進(jìn)行調(diào)查;了解要治理土壤的含水量及水分供給狀況;掌握擬治理土壤的營養(yǎng)供給情況,以便擬定合適的施肥方案;調(diào)查重金屬污染土壤的污染狀況,了解重金屬的化學(xué)形態(tài)及植物可利用性,以便從土壤化學(xué)的角度采取相應(yīng)措施增加植物對重金屬的吸收量。適宜種植的一些富集植物植物名富集金屬備注狗牙根Mn冬季休眠水蓼Mn濕地、水生綠珠藜Cu、Mn艾蒿Cu濱蒿Cu高山甘薯Cu茼麻Cu海州香薷Cu產(chǎn)量少龍葵草Cd、Zn蒲公英Cd菰Cd水生、沼生適宜種植的一些富集植物植物名富集金屬備注油菜Cd旱柳Cd酸模Pb薺菜Pb綠葉莧菜Pb20℃以下不能生長蒼耳Pb有毒紫穗槐Pb羽葉鬼