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重金属超富集植物及植物修复技术研究进展

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重金属超富集植物及植物修复技术研究进展

发布日期:2019-06-10 作者: 点击:

  据估测, 目前中国受污染的耕地面积近2000万hm 2, 约占耕地总面积的五分之一, 其中工业“三废”污染1000万hm2 ,农田污灌面积已达130 多万hm2。每年因土壤污染而减少的粮食产量高达1000万t, 直接经济损失达100多亿元。土壤重金属污染源包括“三废”的排放, 矿山的开采和冶炼, 化肥和农药的施用, 城市生活垃圾的排放, 污水灌溉和污泥农用等。导致土壤污染的重金属主要包括A s、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、M n、N i、Pb、Zn 等, 一般为几种重金属的复合污染。

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  重金属污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化学淋洗法等。这些方法在污染土壤的改良和治理方面虽然具有一定的理论意义, 但在实际应用上往往都存在某些局限。如加入土壤改良剂的沉淀法虽然在一定时期内可以降低土壤溶液中重金属离子的溶解度, 但同时却会导致某些土壤营养元素的沉淀; 淋洗法会同时造成营养元素的淋失; 客土法虽效果较好, 但费用昂贵, 难以大面积工程推广。近年来发展起来的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点, 以美国环保局公布的Phyto remediat ionbibiliography 为例①, 1977年有关文献仅7篇, 到1997年已增长到每年214 篇。美国、英国都设立了植物修复公司, 如美国的Edenspace 公司, 专门从事土壤、水体重金属和放射性元素的植物修复商业化工作, 而国内尚未系统开展这方面的工作。

  

  1 植物修复技术的产生与发展

  

  1583年意大利植物学家Cesalp ino 首次发现在意大利托斯卡纳“黑色的岩石”上生长的特殊植物, 这是有关超富集植物(Hyperaccumulato r) ① 的最早报道。1814 年Desvaux 将其命名为A ly ssum bertolonii (庭荠属) , 1848 年M inguzzi 和V ergnano 首次测定该植物叶片中(干重) 富含Ni达7900Lg? g (0179% ) 。以后的研究证明这些植物是一些地方性的物种, 其区域分布与土壤中某些重金属含量呈明显的相关性。这些植物作为指示植物在矿藏勘探中发挥了一定的作用。在中国, 利用指示植物找矿的工作也开展较早,如在长江中下游安徽、湖北的一些铜矿区域分布的E lsholtz ia harchow ensis Sun (海州香薷, 俗称铜草) 在铜矿勘探中发挥了重要作用。重金属污染土壤上大量地方性植物物种的发现促进了耐金属植物的研究, 同时某些能够富集重金属的植物也相继被发现。1977 年, B rook s 提出了超富集植物的概念; 1983 年Chaney 提出了利用超富集植物清除土壤重金属污染的思想。随后有关耐重金属植物与超富集植物的研究逐渐增多, 植物修复作为一种治理污染土壤的技术被提出, 工程性的试验研究以及实地应用效果显示了植物修复技术商业化的巨大前景。

  

  2 超富集植物的特点及其地理分布

  

  超富集植物是能超量吸收重金属并将其运移到地上部的植物。通常, 超富集植物的界定可考虑以下两个主要因素:①植物地上部富集的重金属应达到一定的量; ②植物地上部的重金属含量应高于根部。由于各种重金属在地壳中的丰度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, 其超富集植物富集浓度界限也有所不同。目前采用较多的是Baker 和B rook s 1983[14 ]年提出的参考值, 即把植物叶片或地上部(干重) 中含Cd 达到100Lg? g, 含Co, Cu, N i, Pb 达到1 000Lg? g,M n, Zn 达到10000Lg? g 以上的植物称为超富集植物。同时这些植物还应满足S ? R > 1 的条件(S 和R 分别指植物地上部和根部重金属的含量)。


本文网址:http://www.nmgkhlt.com/news/617.html

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