植物修复土壤重金属污染综述

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1、植物修复土壤重金属污染综述1前言1.1土壤重金属污染的现状与危害土壤是人类获取食物和其他再生资源的物质基础[]刘秀梅，聂俊华，王仁庆.植物修复重金属污染土壤的研究进展[J].甘肃农业大学学报，2001，36(1):8-13.，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。世界面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关[]顾继光，周启星，王新.土壤重金属的治理途径及其研究进展[J].应用基础工程科学学报，2003，11(2):143-151.。然而近年来，由于工农业的发展，土壤环境污染日严重。含重金属污染的农田灌溉，农药和化肥的施用，工业污泥和垃圾农用，大气中的污染物沉降，采矿冶炼，电

2、子、制革和染料等工业产生的三废及汽车尾气排放等等都使土壤中的重金属急剧增加，已远远超过土壤的自净能力。土壤的重金属污染使得土壤肥力退化、作物产量与品质降低、恶化水环境，并能通过重金属在作物的可食部位过量积累后再通过食物链严重地威胁着人类的健康[]刘秀梅等.植物修复重金属污染土壤的研究进展.甘肃农业大学学报，2001，.6(1)8-13.1.2污染土壤的植物修复途径环境的重金属污染是一个全球性的难题[]王庆仁等.植物修复-重金属污染土壤整治有效途径.生态学报，2001，21(2)，326-331。自然净化过程十分漫长，一般需要成千上万年的时间。在人类不断探索寻求治理环境中重金属污染的

3、进程中，经历了传统的方法包括客土法，淋溶法等物理方法以及生物还原法，络合浸提法等化学方法，然而这些方法不仅成本昂贵，需要特殊的仪器和专业人员，而且对大面积的污染无可奈何，更不能从根本上解决问题;人们不得不寻找新途径，而对环境保护的日益重视又催生着成本低廉，方便可行的新方法的产生，在这种形势下，植物修复应运而生。植物修复是指在不破坏土壤生态环境的情况下，利用自然生长的植物根系从土壤中提取有害物质并大部分转移至地上部。人们发现植物吸收重金属元素具有很强的选择性，有些植物甚至显示超积累功能，即对某些重金属元素的吸收超过一般植物的100倍以上，其中超积累植物积累的Co、Ni、Cr、Cu、P

4、b的含量一般在0.1%以上，积累的Mn、Zn一般在1%以上。超积累植物像一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断地泵到植物体内，使得植物修复重金属污染土壤成为可能。与传统的物理化学方法治理土壤污染的技术相比，植物修复具有无可比拟的优点:(1)成本低廉，利用自然植物，通过传统的农业种植方法即可。在某些情况下还可以从富含金属的植物残体中回收贵重金属，取得直接的经济效益;(2)对环境扰动少，在不破坏生态环境的基础上进行原位修复;(3)植物本身对环境具有净化和美化作用，更易被社会所接受;(4)植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，无须进行二次处理即可种植其他植物。2植物修复的类

5、型植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术。土壤的重金属植物修复技术主要包括3种类型:植物稳定或植物固化(phytostabilizationorphytoirnmobilization)，植物挥发(phytovolatilization)，植物提取(phytoextraction)。2.1植物稳定或植物固化植物稳定[]SaltD.E.，SmithR.D.andRaskin1.Phytoremediation.Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.，1998

6、，49:643-668是指利用植物的吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒重金属，使环境中的金属流动性降低，生物可利用性下降，从而减少其对环境和人类健康的污染风险，其中包括了分解，沉淀，鳌合，氧化还原等过程。如植物枝叶分解物，根系分泌物对重金属的固定作用和腐殖质对金属离子的鳌合作用过程等。利用植物稳定治理环境中的重金属污染，不仅能使污染土壤不受侵蚀，并减少土壤渗漏防止金属污染物的淋移，而且可以使金属在根部积累和沉淀或通过根表吸持来加强土壤中污染物的固定。如英国利物浦大学Bradshaw[]SmithR.A.H.andBradshawA.D.Theuseofmetaltolerantpla

7、ntpopulationforthereclamationofmetalliferouswastes.J.APPliedEeology，1997，16:595一612等人长期致力于矿山废弃地的生态修复工作，他们利用耐重金属植物对矿区进行修复，并成功的筛选出可商业化的3种草本植物用于不同金属矿山废弃地的修复，即针对酸性Pb/Zn废矿的Agrostis.tenuis(Goginan)，针对碱性Pb/Zn废矿的Festuea.rubra(Merlin)和针对Cu废矿的Ate