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重金属污染土壤的花卉植物修复技术研究进展及发展趋势

花匠小妙招
2024-11-05 06:25

重金属污染土壤的花卉植物修复技术研究进展及发展趋势白向玉1,2,刘汉湖1,2,胡佳佳1,秦峰1,2,苏晓丽1(1.江苏省资源环境信息重点实验室(中国矿业大学),江苏徐州221008;2.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008)摘要近年来兴起的污染土壤植物修复技术是指利用绿色植物从环境中吸收带走重金属或将其无害化而达到治理目的的方法,是目前发展最快的环境友好、经济、高效的治理技术,也是当前国内外研究的热点。在综述植物修复技术的概念、类型和优点的基础上,详细论述了花卉植物修复重金属污染土壤的国内外研究进展情况及存在问题,并对发展趋势进行了分析。关键词植物修复;超积累植物;花卉植物中图分类号X171.4文献标识码A文章编号0517-6611(2009)18-08672-03ResearchProgressandDevelopmentTrendofFloralBioremediationTechnologyintheSoilPollutedbyHeavyMetalBAIXiang2yuetal(KeyLaboratoryofJiangsuResourceandEnvironmentInformation,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou,Jiangsu221008)AbstractInrecentyears,theriseofthecontaminatedsoilphytoremediationtechnology,whichreferstotheuseofgreenplantsabsorbheavymetalsfromtheenvironmentorbio2safetydisposaltoachievethepurpose,isthefastest2growingenvironment2friendly,economic,andefficientmanagementoftechnologyandalsoisthemainfocusofrecentresearch.Onthebasisofthesummaryofphytoremediationtechnology’scon2cept,typesandadvantages,theresearchprogressandproblemsaboutflowerphytoremediationtechnologywasdiscussedindetail,andthefu2turetrendwasalsoanalyzed.KeywordsBioremediation;HyperaccumulativePlants;FloralPlants

基金项目中国矿业大学青年科研基金项目(OP080269);江苏省普通高校研究生科研创新计划(CX08B_140Z)。作者简介白向玉(1978-),男,内蒙古赤峰人,在读博士,讲师,从事水污染控制和土壤污染植物修复研究。收稿日期2009203220土壤作为环境的主要组成部分,为人类提供生存所需的各种营养物质,但是随着工矿业的迅速发展,含重金属废水的农田灌溉、汽车尾气排放、污泥的农业利用以及矿区飘尘的沉降,许多土壤已经或即将被重金属污染。土壤被重金属污染后,不但肥力下降,直接影响作物产量和品质,而且会通过食物链的“生物放大”作用对人体健康造成极大的威胁[1]。更严重的是有害重金属在土壤系统中所产生的污染过程具有隐蔽、不可逆和后果严重的特点[2],治理难度大、费用高。因此,土壤系统中重金属的污染与治理一直是国际性的难题和热点研究问题。为了控制和治理已被污染的土壤,目前常用的方法有淋滤法、客土法、吸附固定法等物理方法以及生物还原法、络合物浸提法等化学方法[1]。物理方法见效缓慢,化学方法见效快但花费高,且易带来2次污染,不能从根本上解决问题。近年来,植物修复技术的出现和快速发展为土壤重金属污染修复提供了一条新途径[3]。植物修复技术是用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术,是当前国内外环境污染修复的研究热点。1植物修复技术概况植物修复(Phytoremediation)是利用自然生长植物或者遗传工程培育的植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称。广义的植物修复技术包括利用植物修复重金属污染土壤、利用植物净化水体和空气、利用植物清除放射性核素和利用植物及其根际微生物共存体系净化环境中有机污染物等[4]。狭义的植物修复技术主要指利用植物清洁污染土壤中的重金属、放射性核素和有机污染物。因此,植物修复的对象既包括铜、铅、锌、镍、锰、铬、砷、硒、汞、铀等重金属、类金属和放射性无机元素,也包括有机氯溶剂、农药、炸药、多环芳烃、防腐剂等有毒有机污染物。用于植物修复的植物包括高大的乔木、草类、作物、水生植物等。植物修复的介质既包括固相的土壤沉积物、污泥,也包括液相的地下水和地表水。植物修复的过程既包括对污染物的吸收和清除,也包括对污染物的原位固定或分解转化。植物修复是植物、土壤和根际微生物相互作用的综合效果,涉及土壤化学、植物生理生态学、土壤微生物学和植物化学等多学科研究领域。对于重金属污染土壤和水体的植物修复技术,主要包括4种类型:①植物稳定或植物固化(Phyt2ostabilizationorPhytoimmbolization);②植物挥发(Phytovolatil2ization);③植物提取(Phytoextraction);④植物过滤(Phytofil2trationorRhizofiltration)。与其他物理、化学和工程方面治理污染的技术相比,植物修复具有自己的优点。①成本低。以太阳能为动力,投入少,成本低,尤其适合大面积污染的修复。以植物提取为例,土壤的修复费用约为540美元/t,而填埋的费用可高达100500美元/t。②不破坏土壤生态环境。能使土壤保持好的结构和肥力状态,无需进行2次处理即可种植其他植物。③不造成2次污染。可以对植物进行集中处理,还可回收利用一些植物体内的金属。④植物修复是一个自然过程,易为公众所接受。目前,国内外在植物修复技术方面已有许多报道。从已报道的修复植物来看,大部分采取野外采样法,即到重金属污染较为严重的矿区及周围地区采集仍能正常生长的植物(耐性较强的植物),并分析其各部位的重金属含量,涉及藻类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物,既有草本植物,也有木本植物[5]。迄今为止,已发现的超积累植物有400多种,但已报道超积累植物的种类仍然非常有限,更没有关于重金属超积累花卉植物的相关报道。因此,如果将花卉植物在美化环境的同时与治理、修复污染环境联系起来,将会很有意义也很值得研究。责任编辑熊章琴责任校对汪伟安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2009,37(18):8672-8674