稀土金属论文土壤重金属污染论文

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1、稀土金属论文土壤重金属污染论文重金属污染土壤的植物修复摘要：土壤重金属污染的危害范围广泛，使用传统的物理和化学修复方法成本高，对环境扰动大，而利用植物修复的效果较为明显，易于操作。本文从当前土壤受重金属污染的现状出发，阐述了植物修复技术的基本概念、一般类型及基本原理，研究了影响植物修复的若干因素，分析了植物修复技术存在的优缺点，并就将来发展的方向进行了展望。　　关键词：土壤污染植物修复重金属污染　　0前言　　土壤中的重金属污染源于采矿、冶炼、城市垃圾、化肥杂质和污水沉积物等。重金属在土壤中的高富集直接影响谷物的产量

2、并使其品质下降[1]。即使重金属富集程度不高，亦可能影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力[2]。传统的土壤重金属污染治理方法主要有：客土换土法、清洗法、热处理法、电化学法等，这些传统的方法具有快速高效的去污效果，但其费用昂贵，所以限制了它的大面积应用。随着人们对边缘科学的探索，将生态学、土壤学、植物学和环境工程学综合应用，植物修复技术应运而生。它成为了如今污染整治的重要手段之一，也亦是目前仅见的一种土壤污染治理的环境友好技术。　　1植物修复技术概念　　重金属污染土壤的植物修复(Pyhtoremetia

3、tion)是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定土壤环境中的重金属污染物，或降低污染物中的重金属毒性，以期达到清除污染、修复或治理土壤为目的的一种技术[3]。　　根据植物修复的作用过程和机理，重金属污染土壤的植物修复技术可归为3种类型[4]：植物稳定、植物挥发和植物吸取。　　2植物修复机理　　随着超积累植物的大量发现，以及对这些植物在环境修复中作用的充分认识，人们开始了对其机理进行了广泛、深入的研究。主要包括超积累植物对根际土壤中重金属的活化和超量积累植物对土壤重金属吸收及其解毒机理两个过程。[5]　　2.1超积

4、累植物活化土壤中的重金属主要有三种方式　　（1）酸化。植物的根系可以分泌质子，进而促进植物对土壤中元素的活化和吸收。张淑香等人在2000年研究发现作物根系分泌的脂肪酸在根际环境中的积累[6]。根袋(rhizobag)试验[7]表明，T.caerulescens可以将土壤中的Zn从不溶态转化为可移动态。　　（2）螯合。超积累植物能分泌某些金属结合蛋白和某些特殊的有机酸来螯合重金属。蒋先军等人在2000年通过温室盆栽试验，证明印度芥菜(Brassicajuncea)具有此种能力[8]，但其研究缺乏这方面的直接证据。万敏

5、等人在2003年通过对不同Cd积累类型小麦根际土壤低分子量有机酸与Cd的生物积累的研究，证实植物可以通过分泌有机酸来复合或螯合溶解土壤中的Cd[9]。　　（3）在根细胞质膜上的专一性金属还原酶作用下，土壤中高价金属离子还原，从而溶解性增加。　　2.2超量积累植物对土壤重金属吸收　　在被重金属污染的土壤上，植物对重金属的吸收方式为被动吸收，但Knight等的实验[10]证明超积累植物对土壤溶液中的金属离子的吸收可能存在主动吸收的过程，理论上，土壤溶液中各种离子间存在交互作用．但迄今的研究并没有发现这些交互作用对植物超

6、积累吸收Zn有明显的影响。　　2.3超级累植物对土壤重金属的解毒作用　　PCs是植物体内一类重要的非蛋白质形态的富半胱氨酸的寡肽，参与体内重金属解毒过程。Grill等实验证明植物结合重金属离子的主要化合物就是PCs[11]。安志装等详细阐述了PCs的结构、组成和合成等方面的研究现状[12]。PCs通过巯基与金属离子螯合形成无毒化合物，减少细胞内游离的重金属离子，以减轻重金属对植物的毒害作用。植物MTs属金属硫蛋白命名系统的第Ⅱ类，也是通过半胱氨酸蛋白酶(Cys)上的巯基与细胞内游离重金属离子相结合，降低细胞内可以扩

7、散的金属离子浓度，进而起到解毒作用。植物MTs在金属离子的吸收和维持体内平衡中发挥调节作用[13]。　　3植物修复技术未来的研究方向　　植物修复技术在土壤修复领域的应用范围会越来越广，在未来的发展中，我认为它将会沿着一下几个方向发展。　　（1）从土壤角度，研究土壤的各种理化性质对超积累吸收的作用，在有超积累植物生长的条件下，调控土壤性质来促进金属的释放；在考虑到土壤缓冲容量的情况下，重新评价酸度对超积累吸收的作用；在金属元素被带走后，它的各种形态在土壤中的重新平衡问题．以及对其它元素(特别是氢离子)的吸附与解吸平衡

8、产生的影响。　　（2）从植物角度，寻找并栽培更多的野生超积累植物，收集与之有关的土壤及微生物资料，建立超积累植物的种子资源库和数据库，研究超积累吸收的机理，采用转基因技术提高超积累能力。　　（3）是从微生物角度．微生物通过多种渠道影响土壤中重金属的生物有效性，如改变土壤溶液的pH值，从而改变土壤对重金属的吸附特征，还可产生H2S及有机物与金属反应，微生物死亡