土壤污染与防治论文

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1、重金属污染土壤植物修复研究山东农业大学资源与环境学院08级环境工程一班韩升20086219摘要：土壤重金属污染是当今世界面临的主要环境问题之一。植物修复定义为利用绿色植物去除环境中的污染物或使其无害化的生物技术。与传统环境修复技术相比，植物修复技术具有治理成本的低廉性，环境美学的兼容性，治理过程的原位性。本文主要对超富集植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述。关键词：植物修复；重金属；土壤污染；超积累植物1前言20世纪50年代后，全球环境问题的出现，迫使人类反思已经走过的历程和自己的行为，尤其是1962年美国海洋生物学

2、家RachelCarson出版了划时代的科普名著《寂静的春天》，引起世人对环境问题的高度关注。随着日本1953—1956年水俣病（Hg污染）、1955—1972年骨痛病（Cd污染）以及1961年四日市哮喘病（SO2和重金属粉尘复合污染）等事件的发生，重金属污染问题研究被提上了议事日程。目前，重金属引起的土壤污染正日益成为环境、土壤科学家们的研究热点问题。重金属是指原子密度大于5g/cm3的一类金属元素，大约有40种，主要包括Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ag、Sn等。重金属离子（如Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋、Fe2＋等）是植物代谢必需的微量元素，可是一旦过量同样具有相当

3、毒性。土壤重金属污染是多途径的，既有自然因素也有人为因素。自然因素主要包括成土母质和大气沉降等；人为因素主要包括农药、化肥和塑料薄膜的使用，污水灌溉和污泥农用等。土壤一旦被重金属污染，不仅导致土壤退化、农作物产量和品质的降低，而且通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能通过直接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。尤其严重的是有毒重金属在土壤系统中的污染过程常具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。因此，污染土壤的修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性的难题[1]。土壤重金属污染的传统修复方法通常采用物理、化学的方法，如排土填埋法、稀释法、淋洗

4、法、物理分离法、稳定化及电化学法等。传统的土壤重金属污染治理方法虽然治理效果较好，历时较短，但这些方法往往有许多缺陷，如成本高，难于管理，易造成二次污染，对环境扰动大等。植物修复是利用可超富集重金属的植物吸收、积累环境中的污染物，并降低其毒害的环保生物技术。它具有传统环境修复技术所不具备的优点，表现为治理效果的永久性、治理过程的原位性（对土壤环境扰动小）、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性。修复过程一般无二次污染，某些金属元素甚至可回收利用，但也存在一些缺陷性和局限性。2超积累植物2.1超积累植物的概念和特征重金属超积累植物是植物修复的核心部分，只有找到对应的重金属超积累植物才

5、能具体的实施植物修复。超富集植物主要是指那些对重金属具有特别的吸收能力，而本身不受毒害的植物种和基因型，即重金属的“超富集植物”(Hyperaccumulator)。重金属超积累植物应具有以下几个重要特征：第一，超积累植物地上部分的重金属含量是同等生境条件下其它普通植物含量的100倍以上；第二，在重金属污染地生长旺盛，生物量大，能正常完成生活史，一般不会发生重金属毒害现象；第三，由于不同重金属在地壳中的丰度以及在土壤和植物中的背景值存在较大差异，因此对不同重金属，其超富集植物富集质量分数界限也有所不同。目前已发现的有富集作用的超积累植物有400多种[2,3]。2.2超积累植物在

6、空间和科属内的分布特点2.2.1超积累植物在空间上分布特点从空间上看，超积累植物一般只生长在矿山区、成矿作用带或者由富含某种或某些化学元素的岩石风化而成的地表土壤上，它们常常构成一个孤立的“生态学岛屿”，种类组成明显不同于岛外的植被。在正常土壤环境与重金属超常土壤环境相邻区，常常可以见到两者之间存在截然不同的植被类型分界线，这些生长在重金属超常环境中的植物通常是一些特有种，其中某些植物可能就是重金属超积累植物或积累植物。2.2.2超积累植物在科属内分布特点超积累植物不仅在时空上有一定的分布特点，而且在植物科属内同样也有一定的分布特点。以镍超积累植物为例，据不完全统计，已发现的2

7、30余种镍超积累植物主要分布于“五科、十属”内[4]。“五科”是指大戟科、大风子科、十字花科、堇菜科和苦脑尼亚科；“十属”是指庭芥属、油柑属、白巴豆属、黄杨属、遏蓝菜属、柞木属、天料木属、geissois属、bornmuellera属和鼠鞭草属。2.3超积累植物的局限性尽管超积累植物在修复土壤重金属污染方面表现出很高的潜力，但超积累植物的一些固有特性给植物修复技术带来了很大限制。首先，大部分超积累植物植株矮小，生物量低，生长缓慢，因而修复效率受到很大影响，且不易机械化作业。其次，超积累植物多