《安全环境-环保技术》之铀污染土壤的植物修复技术.doc

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1、铀污染土壤的植物修复技术摘要：铀矿的采选过程中必然会产生大量的尾矿与废料，其是环境中铀污染土壤的主要来源，同时核试验与核反应堆的运行也是铀在环境中产生污染的重要途径。铀尾矿库中重金属铀在地表径流和地下径流作用下，进入尾矿库周围土壤，造成了大面积低剂量的铀污染土壤，同时重金属铀还能通过生物圈进入食物链，最终危害人体健康。因此，铀污染土壤必需尽快治理。植物修复技术由于其与传统的修复方法相比，具有成本低廉、工作量小、对环境扰动小、绿色环保等优势，因此其可作为修复铀污染土壤的一种比较合适的技术。关键词：放射

2、性核素；铀；植物修复；超积累植物铀矿的采选过程中必然会产生大量的尾矿与废料，其是环境中铀污染土壤的主要来源，同时核试验与核反应堆的运行也是铀在环境中产生污染的重要途径[1-3]。土壤中铀主要以氧化态形式存在（80-90%），如铀酰离子（UO22+），其在土壤中并不稳定易从土壤中释放出来[4]，从而导致环境污染。污染的土壤和水用于农业生产活动，使得有害的化学元素从土壤和灌溉水中转移到植物，并通过食物链最终进入人体[5]。铀不仅具有很强的重金属化学毒性，同时具备衰变放射性毒性，其化学衰变产物对人体健康也

3、具有重大的影响[6,7]。因此，对放射性重金属铀所引起的环境问题必需尽快解决。全世界具有大量的铀污染区域，采用工程学上的挖掘法进行修复，其花费比较高[8,9]；而采用传统的化学淋洗法，其又改变了原土壤的理化性质甚至改变土壤的生态环境[9]；采用石灰、碳酸钙和磷酸盐固定铀，虽然能够快速减少土壤中的生物可利用态的铀含量，但其并未去除土壤中的铀，因此其可能只是一种临时性的修复方案[10]。在此背景下，植物修复技术作为一种经济合理、大众可接受的、环境友好型的技术方案越来越被人们所重视[11,12]。植物修复

4、与传统的修复方法相比，其成本低廉、工作量小、对环境扰动小[13]；且植物修复技术可以增加土壤中有机碳的含量，从而刺激土壤微生物的活性促进根际污染物的降解[14]；现今全球温室效应越发明显，而通过植物可适当降低空气中的CO2浓度，同时可起到改善土壤理化性质的作用，最终收割的植物又可以用作燃料及制成纤维[15,16]。综上所述，植物修复技术其可作为重金属污染土壤的一种比较适合的修复技术[17]。1植物修复的概念植物修复是利用植物固定、降解或提取水体或土壤中污染物的一门环境治理技术[18]，其可能很快成为

5、环境管理体系的一个组成部分[19]。植物修复技术最开始是利用超积累植物修复重金属污染土壤。超富集植物的界定[20]：（1）植物地上部分重金属浓度达到一定临界值，如Cu、Co、Cr、Ni和Pb的超富集植物其地上部分金属含量大于1000mgkg-1（干重）；对于Fe，Mn和Zn则需大于10000mgkg-1[20]。（2）转运系数（地上部分重金属浓度/根部重金属浓度）>1。超积累植物对重金属的毒害作用具有耐受性，在逆境中仍能维持正常的新陈代谢。但由于超积累植物大都生物量小，生长缓慢，使得其在单位时间对单

6、位面积污染土壤的修复效率较低，因此在实际修复过程中较难实现应用价值[21]。由于超积累植物的局限性，人们开始利用对重金属积累能力较强、生物量大、生长快的农作物修复重金属污染土壤[17,22]。同时利用其他辅助技术措施（螯合剂、丛枝菌根、或其他添加剂等）来提高植物对重金属污染土壤的修复效率。2植物修复的类型植物越来越频繁的被用于控制或修复放射性核素污染，为了更好的利用植物修复技术，植物修复类型需得以阐明。（1）植物提取是利用具有较高生物量的放射性核素积累植物或土壤添加剂强化植物将土壤中的目标金属转运至

7、植物地上部分，使其得到积累，再通过收割植物地上部分将放射性核素移走，以降低土壤中放射性核素的含量。植物提取是目前植物修复技术中研究较多的一种修复铀污染土壤的方法[1,12,23-27]。采用螯合诱导强化植物修复技术，能明显提高植物对铀的积累。Mihalík等[25]研究表明，柳树与向日葵对铀的积累能力都较强，利用螯合诱导强化植物修复技术，在5mmolkg-1CA处理下，地上部分铀含量可达88和108mgkg-1。螯合剂能有效的活化土壤中的重金属，但如果土壤中生物可利用态的重金属含量过高，可能会对植物

8、的生长产生抑制作用，甚至导致植物死亡。丛枝菌根可以促进植物生长，一定程度上增强植物对重金属的耐性，因此，螯合剂-菌根联合修复技术得到了应用[28]。有研究表明，在土壤中施加螯合剂的同时对植物接种丛枝根菌，地上部分Cd的含量相对于单一施加螯合剂组明显增加[28]。（2）植物固定是利用植物降低或限制放射性核素的迁移，使其稳定在土壤中，从而降低其对环境的危害。对于不利于植物生长的土壤，可通过向土壤施肥（磷酸盐）改善土壤营养状况，或对植物进行菌根接种[29]。菌根在修复重金属