有机污染物的植物修复

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1、关于有机物污染的植物修复研究进展环境中的有机污染物几乎涵盖了有机化合物的各种类型，主要有多环芳烃﹑农药﹑木材防腐剂﹑多氯联苯等[1]。对这些污染物进行全面研究和控制很难做到，因此一般优先考虑和控制一些危害程度较大﹑影响范围较广﹑污染持续时间较长的污染物，如多环芳烃、农药等。尽管修复有机污染环境有物理﹑化学等诸多方法，但最常用最有效的方法是将污染物从现场挖走，然后通过光降解或焚烧的方式加以去除，但该法费用昂贵，对于大面积污染土壤难以实施。此外，物理和化学修复方法还可能破坏当地的生态资源[2-3]。近20年，以生态毒理学为基本原理的环境生物修复技术的研究与应用已得

2、到各国政府和科学家的高度重视，其中植物修复技术因具有独特的优势而异军突起。其优势在于利用修复植物的提取、挥发、降解作用，可在原位永久性地解决环境污染问题；修复植物的稳定作用可以绿化污染土壤，使地表稳定，防止污染土壤因风蚀或水土流失而带来的污染扩散问题，同时修复植物的蒸腾作用可以防止污染物质对地下水的二次污染；能减少土壤清洁造成的场地破坏，对环境扰动少；此外，依靠修复植物的新陈代谢活动来修复污染环境，成本较低。1植物修复类型广义的植物修复包括利用植物固定或修复重金属污染土壤、净化水体和空气、清除放射性核素和利用植物及其根际微生物降解有机污染物等方面[4]。植物修

3、复的类型有以下5种：（1）植物固定：植物通过改变土壤的化学﹑生物﹑物理条件来抑制其中的污染物，使其发生沉淀或被束缚在腐殖质上，减少其对生物和环境的危害。（2）植物降解：植物吸收污染物后，在体内同化污染物或释放出某种酶，将有毒物质降解为无毒物。（3）根降解：通过土壤中植物根系及其周围微生物的活动，把有机污染物分解为小分子产物，或完全矿化为CO2﹑H2O，去除其毒性。（4）植物萃取：植物从土壤中吸收金属污染物，并在植物地上部分富集，对植物体收获后进行处理。（5）植物挥发：植物吸收污染物后，将其降解，散发到大气中，或把原先非挥发性的污染物变为挥发性污染物送入大气中。

4、2植物修复机理有机化合物能否被植物吸收，并在植物体内发生转移，完全取决于有机化合物的亲水性﹑可溶性﹑极性和分子量[5]。Cunningham等[6]发现，有机质亲水性越强，被植物吸收就越少。植物主要通过3种机理去除环境中的有机污染物：植物直接吸收有机污染物；植物和根际微生物的联合作用；植物根系释放分泌物和酶。2.1植物直接吸收植物根对有机物的吸收与有机物的相对亲脂性有关。某些化合物被吸收后，以一种很少能被生物利用的形式束缚在植物组织中。如利用胡萝卜吸收二氯二苯基－三氯乙烷（DDT），然后收获胡萝卜，晒干后完全燃烧以破坏污染物。在此过程中，亲脂性污染物离开土壤进

5、入胡萝卜根中[7]。环境中大多数苯系物(BTEX)化合物﹑有机氯化剂和短链脂肪族化合物都可以通过植物直接吸收途径去除[8]。2.2植物和根际微生物的联合作用植物通过向根际分泌氨基酸等低分子有机物而刺激微生物的大量繁殖，可间接促进有机污染物的根际微生物降解。Anderson等[9]的试验表明，植物能以多种方式刺激微生物对有机污染物进行转化，根际微生物在生物降解中起着重要作用。土壤由于植物根系的存在，增加了微生物的活动和数量。具有植物根系的土壤中，其微生物数量和活性比无根系土壤中微生物数量和活性增加了5倍~10倍，有的高达100倍，这些微生物可以加速许多种有机农药

6、及三氯乙烯的降解[10]，甲基硫类物质和某些杀虫剂也能被几种根际微生物所降解[11]。Katayama等[12]进行了利用根际真菌降解多种有机化合物（如五氯苯酚﹑DDT等)方面的研究，试验证实了根际微生物能对有机污染物的降解起作用。其降解的原因可能是由于植物根系分泌物刺激了微生物的活动。Prikry等[13]的研究表明，植物根际分泌物的数量与土壤中微生物的存在密切相关。上述研究结果表明，植物和根际生物对有机污染物的降解起重要作用。至于植物吸收、积累和降解与植物通过根际活动而促进有机污染物降解相比，何者更为重要，可能因不同性质的化合物或同种化合物在不同生态体系中

7、的降解而存在较大差异。2.3植物分泌物和酶的降解作用植物分泌物包括糖类﹑氨基酸﹑有机酸﹑脂肪酸﹑甾醇﹑生长素﹑核苷酸﹑黄烷酮及其他化合物，这些化合物能改变土壤的理化条件。现已证明，某些能降解有机污染物的酶类不是来源于微生物而是来源于植物，如植物根系中的硝基还原酶能对含硝基的有机污染物进行降解[14]。植物释放到根系土壤中的酶系统可以直接降解有关的化合物，如硝酸还原酶和漆酶可以降解TNT，使之成为无毒物质，脱卤酶可降解氯化剂如TCE，生成Cl-﹑H2O和CO2。3植物修复有机污染的研究进展3.1植物修复多环芳烃污染植物对多环芳烃虽有一定的富集能力，但富集能力比较

8、弱。Gao等[15]研究了12种植物对