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《矿山植物修复技术及研究及发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、矿山植物修复技术的研究及发展趋势摘要:从矿产资源开发对环境造成严重影响入手,阐述了植物对矿山废弃地修复机理,得知现有的研究方向及成果主要集中在修复机制研究、植被物种的选择和化学、微生物、遗传工程技术在植物修复技术中的应用,并对下一步的工作提出了展望。关键字:植物修复;矿山废弃地;植物修复;发展趋势1引言矿产资源是我国社会经济发展的重要支柱,然而矿产资源开发同时也是迄今人类最大规模改变地球表面景观和破坏地表生态系统的有组织的人类活动。据资料统计,我国采矿业破坏的土地面积约140~200万hm2,且每年仍以4万hm2的速度递增,全国每年矿山开发占用耕地
2、面积为98.6万hm2,占全国耕地面积的1.04%,而全国受矿业影响的土地复垦率却仅13.3%,其中主要以煤矿山为主,金属矿山的复垦率相对较低,这与发达国家75%的复垦率有较大差距。因此,生态修复在矿山开采过程的地位将越来越重要[1],矿山废弃地的生态恢复是迫切需要解决的问题,植物修复技术在矿山修复中有重要作用。2 研究方向及成果近年来,植物修复技术成为我国研究热点,并且取得了一定成果。刘秀梅[2]等对某铅锌矿区附近生长的6种植物筛选,发现羽叶鬼针草和酸模对Pb有很好的耐性,且S/R值大于0.5;张志权等研究了从引入的土壤种子库中所萌发并成功定居在
3、铅锌尾矿上的4个优势种植物,表明双穗雀稗和黄花稔具有Pb修复潜力。在废弃3000余年的湖北铜绿山古冶炼渣已形成了以草本植物为主体的植被。其中,鸭跖草是Cu的超富集植物,可用于Cu污染土壤的修复与重建。目前已发现的部分可用于修复矿山废弃地重金属污染的植物[3]。2.1 修复机制研究不同植物对矿山的修复机理有所不同,目前已发现有4种主要的修复机制:1)植物转化。植物从土壤及地下水中吸收、累积并转化污染物成为低害或无害的代谢物,或被植物体利用,或被释放至环境中;2)滞留和固着。通过植物的生命活动使污染物失去生物和化学活性,结合于土壤或植物体内;3)根际生
4、物修复。植物根系分泌和释放酚酸类等有机物质或富集根际微生物以降解、沉淀污染物,或使之发生变化而易于被植物吸收;4)根系过滤。即植物根系从地下水或流过根系的水流中富集和吸收重金属元素或污染物,使之沉淀于土壤深层,或被固定于植物体内。2.2 植被物种的选择从1977自Brooks提出超富集植物的概念,到1983年Chaney提出利用超富集植物清除土壤中重金属污染的想法以来,科学家逐渐将目光集中到了矿山及周边地区的自然植物,并从中发现了很多超富集植物。目前,世界上共发现超富集植物有500多种,涉及植物45个科,但这些植物通常只能对一种重金属元素表现出富集
5、能力,仅少部分可超富集吸收两种或两种以上的重金属。3植物修复基本作用方式3.1 植物根系的固定作用植物根系稳定表土层结构、提高土壤入渗性能和抗剪强度、增强土壤抗冲性的[4]有效性机理是植被抵抗径流侵蚀动态过程及土壤侵蚀。植物根系增加了水稳性团粒及有机质含量,稳定土层尤其是表土层结构,创造抗冲性强的土体构型。3.2植物对重金属的修复机理1)植物稳定修复。通过耐性植物根系分泌物质来积累和沉淀根际圈污染物质,使其失去生物有效性,以减少污染物质的毒害作用,能起到这种作用的植物叫做固化植物。固化植物在污染场地的生长能对污染物起到稳定作用,防止污染物向周围环境
6、扩散造成二次污染。如利用植物根系分泌物将毒性较大的Cr6+转化为毒性较小的Cr3+,将生物活性很高的铅通过螯合和沉淀作用形成铅盐,成为难溶性化合物,很难为植物所利用。2)植物提取修复。利用超积累植物重污染土壤或水体中超量吸收、积累一种或几种重金属元素,之后将植物整体(包括部分根)移走,然后再重复种植、移走植物最终使污染环境中重金属含量降低到可接受的水平。如布氏香芥对Ni的富集作用,天蓝芥、蓝菜对Zn和Cr的富集提取作用等。3)植物挥发。植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发功能而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后,将其转化为气态物
7、质,释放到大气中,从而减轻土壤污染。许多植物可以从污染的土壤中吸收易挥发的元素Se和Hg。4植物修复技术在应用中的优势和局限性4.1 植物修复的优势与物理修复和化学修复方法相比,植物修复有自身的优势,主要表现在以下几个方面:1)植物修复技术相对简单、费用较低,可以对大面积的污染区域进行治理。2)利用植物的提取修复作用可以永久性的解决环境污染问题。3)不仅不破坏场地结构,还可以修复受损土壤,逐步改善土壤环境。4)经过植物修复作用的土壤可再利用,符合可持续发展的要求。4.2植物修复的局限性植物修复技术有一定的范围,只是针对表层土壤及浅层地下水的污染物进
8、行治理。对于污染程度过于严重或污染物分布为植物根系达不到的污染土壤和水体修复效果不明显。对于复合型污染土壤和水体需要采用几
