蕨类植物修复土壤与净化水体的研究进展.pdf

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1、江苏农业科学２０１４年第４２卷第１期—１１—沈羽，张开梅，方炎明．蕨类植物修复土壤与净化水体的研究进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０１４，４２（１）：１１－１４．蕨类植物修复土壤与净化水体的研究进展沈羽，张开梅，方炎明（南京林业大学森林资源与环境学院，江苏南京２１００３７）摘要：解决重金属污染是全球化环境污染处理难题之一，利用植物进行重金属污染的土壤修复和水体净化正引起人们的日益关注。在介绍植物修复理论的基础上，重点从蕨类植物角度出发，系统综述了陆生蕨类植物和水生蕨类植物在土壤修复和水体净化中的技术方法和综合应用情况，并对植物修复的发展趋势进行了展望，希望有助于促进该领域的深入研究。关

2、键词：植物修复；重金属；蕨类植物；水体净化；土壤修复中图分类号：Ｘ５２；Ｘ５３文献标志码：Ａ文章编号：１００２－１３０２（２０１４）０１－００１１－０４２０世纪５０年代以来，全球化环境问题开始引起人类的（Ａｌｙｓｓｕｍｂｅｒｔｏｌｏｎｉｉ）。１８４８年，Ｉｎｇｕｚｚｉ和Ｅｒｇｎａｎｏ首次测定了［８］关注。２０世纪５０—６０年代，日本相继出现水俣病（Ｈｇ污贝托庭芥叶片中Ｎｉ的含量，高达７９００μｇ／ｇ。植物的区域［９－１０］染）、骨痛病（Ｃｄ污染）、哮喘病（ＳＯ２和重金属粉尘复合污分布与土壤中某些重金属的含量呈明显的相关性。矿染）；７０年代，美国南加利福尼亚海岸发生重金属事件，重金物

3、的埋藏有特定的地理环境和地质条件，会有特定的适生植属污染引起的环境问题越发严重。据报道，２００９—２０１０年，物，通过这些植物可认定地下的矿藏，在中国古代矿藏定位中我国重金属中毒事件高达３１起。针对这一问题，２０１１年初，就有应用，例如：海州香薷－铜矿、紫云英－铀矿、问荆草－金［１１］国务院正式批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。矿、车前草－锌矿等。３重金属主要是指原子密度大于５ｇ／ｃｍ的金属元素，包在重金属污染的土壤上，大量植物物种的发现促进了耐含Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ和Ｓｎ等４０余种金属，此外，毒性金属植物的研究，也使某些富集重金属的植物相继被发现。［

4、１２］相近的Ａｓ、Ｓｅ等类金属元素也包括在内。重金属是具有潜在１９７７年，Ｂｒｏｏｋｓ等提出了超富集植物的概念；１９８３年［１］危害性的重要污染物，其在环境中所产生的污染效应具有Ｃｈａｎｅｙ提出了利用超富集植物清除土壤重金属污染的观［２］［１３］隐蔽性、长期性以及不可逆性，在土壤－植物大系统中迁点。随后，有关耐重金属植物与超富集植物的研究逐渐增移，伴随着转移的介质具有积累和放大作用，对环境生物产生多，使植物修复的理论得到了进一步的充实，分别产生植物萃［１４－１５］［１６－１７］更大的影响。近年来，植物专家采用藻类、苔藓、蕨类以及种取（ｐｈｙｔｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）、植物稳定（ｐｈ

5、ｙｔｏｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）、［３－６］［１８－１９］子植物，分别对不同重金属的单一或复合污染处理效果植物挥发（ｐｈｙｔｏｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）、根系过滤（ｒｈｉｚｏｆｉｌｔｒａ［７］［２０－２１］进行研究，筛选出了相应的重金属富集和超富集植物。ｔｏｎ）、植物辅助生物修复（ｐｌａｎｔ－ａｓｓｉｓｔｅｄｂｉｏｒｅｍｅｄｉ［２２－２３］蕨类植物是植物界中的一个特殊类群，种类繁多，分布广ａｔｉｏｎ）等植物修复类型。植物修复作为一种有效的重金泛，生活周期具有明显的世代交替，对各种极端恶劣环境适应属污染治理技术，在工程性试验研究和实地应用中显示了巨能力强，能蓄积的污染物种类

6、繁多，因此，在土壤修复和水体大的潜力。净化中具有较高的实用价值。由于蕨类植物孢子体和配子体２蕨类植物修复技术各自独立生活，并且都能蓄积重金属污染物，其修复能力的独特性日益为人们所关注。笔者从蕨类植物角度出发，综述了蕨类植物进入植物修复领域是从蜈蚣草（Ｐｔｅｒｉｓｖｉｔｔａｔａ［２４］近几年世界范围内植物对重金属污染修复的研究进展。Ｌ．）对Ａｓ污染的治理探索开始的，并在随后的生理和抗性［２５－２６］试验中证实了蜈蚣草对Ａｓ的超富集特性。近年来，随１植物修复技术的产生与发展着科学技术的发展与研究的深入，蕨类植物在植物修复中的１５８３年，意大利植物学家Ｃｅｓａｌｐｉｎｏ在意大利托斯卡纳发

7、应用得到了更大的发展。现“黑色的岩石”上生长的特殊植物，首次对植物修复进行了２．１陆生蕨类植物对土壤修复研究［２７］报道，１８１４年，Ｄｅｓｖａｕｘ将这种特殊的植物命名为贝托庭芥蜈蚣草作为首先发现的超富集蕨类植物，在现有的植物修复研究领域仍然发挥着重要的作用。在筛选耐重金属植物和超富集植物的研究中，Ｋｏｌｌｅｒ等发现在不同的土壤条件收稿日期：２０１３－０５－２３下，蜈蚣草和Ｐｔｅｒｉｓｕｍｂｒｏｓａ都具有吸附Ａｓ和其他重金属的基金项目：国家自然科学基金（编号：３１２０