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土壤重金属污染的植物修复技术最新PPT课件.ppt

花匠小妙招
2024-09-30 23:34

3 国内广西、云南等地遇到洪水时，上游堆积的开采矿产中高浓度重金属的污水就顺势蔓延下来，造成下游上百公里的河道和农田受到污染，从而大面积稻田绝收或严重减产。在国家高技术发展计划 (863 项目 ) 、 973 前期专项和国家自然科学基金重点项目的支持下，陈同斌研究员在湖南郴州建立了世界上第一个砷污染土壤植物修复基地。修复后：在田间种植条件下，蜈蚣草叶片含砷量高达 0.8%. 中科院地理资源所陈同斌研究组，受当地政府委托进行污染土地的修复工作。修复前：广西某县因洪灾造成超过 5000 亩农田土壤被严重污染，部分土壤甚至寸草不生，这已成为广西当前最突出的环境问题。修复后：建立污染土地的植物修复示范工程，目前已开始种植超富集植物进行土壤重金属污染修复试验，取得初步成效。重金属植物修复技术现存问题及改善措施现存问题 ? 植株生物量太低大部分重金属超富集植物植株矮小，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，造成经济上不合理。 ? 引种困难超富集植物多为野生植物，对气候条件的要求也比较严格，对土壤肥力、气候、水分、盐度、酸碱度、排水与灌溉系统等自然和人为条件有一定的要求；区域性分布较强，使成功引种受到严重限制； ? 专一性强超富集植物专一性强，通常一种植物往往只是吸收一种或两种重金属元素，对土壤中其它浓度较高的重金属则表现出某些中毒症状，从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用前景； ? 循环式污染植物由于通过落叶，器管腐败，以及由于死亡未及时回收处理等原因使重金属重返土壤；因此必需在落叶前收割并处理植物器官。富集植物的再处理困难积累大量重金属的植物再处理也是一个棘手的问题 , 还存在污染物及其降解产物的重新活化问题。其他因素除植物自身因素外，还有其它因素也影响植物修复的有效性 , 如土壤微生物活性 , 土壤本身的理化特性 , 还有污染区的气候地理条件等。由于待修复土壤养分缺乏、重金属活性低，以及已发现的超积累植物生物量小、生长缓慢、且受气候、土壤等环境条件的限制，植物修复效率有限，制约了大规模的应用。因此有必要通过运用农学、工程学、植物营养学、物理、化学、生物学等手段，为修复植物提供有利的生长发育和吸收重金属的环境，增加土壤中植物可利用态重金属的数量或提升修复植物累积重金属的能力，以达到提高植物修复效率的目的。改善途径及措施 ? 农业管理方面 1) 控制好施肥技术施肥是一种提高农作物产量与品质的传统农艺措施，也已成为植物修复过程中十分必要的手段。首先，重金属污染土壤常出现在矿区、废弃地等养分贫瘠区域，修复中需要根据待修复土壤的养分状况及超富集植物的需肥特性进行施肥；其次，土壤中较高浓度的重金属元素会影响植物对营养元素的吸收，严重时会出现缺素症状甚至死亡；此外 , 超富集植物也会从土壤中带走大量营养元素。因此，需要通过施肥来确保超富集植物修复过程中的营养供应。田间试验发现，适量施加磷肥可提高蕨类植物蜈蚣草的生长速率和生物量。改善途径及措施 2 ) 水分管理除能忍耐高浓度的重金属以外，某些超富集植物还可在微域环境较为干旱的地方生长。蜈蚣草的自然分布受水分条件限制较小，高于 500mm 的年降水量即可满足其正常生长与繁殖的需要。有些超富集植物虽具有较强的耐旱性，但过度缺水仍会减弱其修复重金属污染土壤的能力。在种植过程中需进行适当的水分管理，以提高植物修复效率。合理的水分管理不仅可以满足植物生长的水分需求，促进植物生长发育，还能提高土壤中重金属的生物有效性，进而有利于提高植物修复效率。改善途径及措施 3) 栽培措施在应用超富集植物修复污染土壤时，主要的栽培措施包括育苗、翻耕、种植密度、除草及轮作、间作、套作、收割等措施。超富集植物往往存在育苗难或育苗周期过长，因此需良好的育苗技术；翻耕有利于土壤团粒结构的形成，起到保墒的作用；杂草与超富集植物竞争生存空间，需采取适当方式控制杂草；另外病害和虫害也是重要影响因素 , 因此要做好病、虫害的防治工作；改善途径及措施技术层面 1 ) 继续寻找和培育超积累植物 , 并运用现代分子生物技术培育出生长速度快 , 生物量大的超积累植物。 ? 常见的超积累植物遏蓝菜：分布于东北、华北、西北、西南及河北、江苏。可富集 Zn 和 Cd 。蜈蚣草：分布于西南、华南、