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土壤重金属污染的4种植物修复技术
发布日期:2017-07-17

土壤中的重金属污染源来源复杂,一是来自大气沉降,大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘;

二是随污水进入土壤的重金属,利用污水灌溉是灌溉农业的一项古老的技术,主要是把污水作为灌溉水源来利用,由于中国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属的含量逐年增加;

三是随固体废弃物进入土壤的重金属,固体废弃物种类繁多,成分复杂,不同种类及其危害方式和污染程度不同,其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重,这类废弃物的堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动、以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散;

四是随农用物资进入土壤的重金属,农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施用也可能导致土壤重金属污染。在现实中关注的往往集中于几种重金属元素:HgCdPbCrCuZn As

土壤重金属污染现在是影响人体健康和环境的重要问题之一,因此找到合适的方法治理重金属污染迫在眉睫。

 

  中国重金属污染现状

 

  重金属污染土壤,致使农产品质量下降、土壤中的污染物通过各种食物链,经过逐级生物富集最终对人体健康产生危害。它不仅可以通过食物链对人体健康产生直接危害,还可以通过影响水体和大气环境质量间接对人类健康造成威胁。更值得注意的是许多低浓度有毒污染物属环境激素类物质,其影响是缓慢且长期的,可能长达数十年乃至数代人。可见重金属对土壤的持续污染及土壤中污染物的长期存在,必将对人类生命安全构成巨大的、严重的、潜在的威胁。

  土壤重金属污染具有形态多变、金属有机态毒性大于无机态、价态不同毒性不同、金属羟基化合物常剧毒、迁移化、形式多、物理化学行为大多具有可逆性,属于缓冲性污染、产生毒性效应的浓度范围低、微生物不能降解反而会毒害微生物或者使之有机化,增强毒性、对人体毒性的积累等特点。

  中国土壤重金属污染中HgCd 污染最为严重,PbAsCrSeCu的污染也比较严重。目前中国重金属污染的土壤面积已超过10km2,污染的耕地约有1.0×105 km2,约占耕地总面积的10%以上,多数集中在经济较发达的地区。据统计,中国超过300 km2土地受Hg的污染,有超过100 km2土地受Se的污染,每年仅生产镉米就达5t以上,而每年因污染而损失的粮食约1200t,合计经济损失至少200亿元,这不仅对人体健康产生了威胁,也对国家的经济产生一定的影响。因此为了解决这一越来越严重的问题,需要采取方法从源头治理,只有将土壤中重金属的量控制住,才能从根本上解决上述问题。

 

  植物修复技术国内外现状

 

  国内现状

  张学洪等在广西发现了铬超积累植物李氏禾(Cutgrass);杨肖娥等在浙江发现了锌的超积累植物东南景天(Sedum alfredii Hance);陈同斌和韦朝阳等在湖南发现了世界上第一种砷的超积累植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)和另一种明显富集砷的植物大叶井口边草(Pteris cretica);薛生国等在湖南湘潭发现锰的超积累植物商陆(Phytolacca acinosa Roxb),刘威等在湖南发现了镉的超积累植物宝山堇菜(Viola baoshanensis)。最近一种超累积植物是在2013年由中国科学技术大学苏州研究院硒与人体健康重点实验室尹雪斌研究组发现的一种新型硒的超积累植物壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)

 

  国外现状

  Baker等首次以田间试验形式研究了ZnCd的超累积植物Thlaspi caerulescensEbbs等通过实燕麦对重金属Zn 的吸收效果发现有很好的效果;Blaylock等发现芥菜(Brassica juncea)可以吸收和积累PbCdZn等多种重金属,并且菥蓂可以有效吸收ZnPdCdAntiochia等实验发现香根草对Zn也有着较好的富集作用。此外还发现庭芥属(Alyssum bertolonii)可富集Ni;遏蓝菜(Thalspica-reulesences)可以富集ZnCd。几种超累积植物及其富集重金属元素如表1所示。

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                             1 几种超累积植物及其富集重金属元素

 

超积累植物的局限性

1由上文可见,最近的一种超累积植物发现于2013年,也就是说,超累积植物的发现仍然是一项值得探究的方面,另外因为已发现的超富集植物环境适应性差,具有富集专一性。因此寻找高效低选择性的超富集植物也具有很好的发展前景。

2对收集的重金属的后处理。常见的处理方法有集中填埋、焚烧和堆制肥料。由于渗流及其他作用,收集的重金属仍然可能会对环境造成二次污染,因此对收集物的处理也是至关重要的环节,现在国内外仍没有很好的方法可以处理这个问题。

 


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