环境修复中植物的应用

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1、环境修复中植物的应用1、什么是生物修复一、基本知识生物修复技术主要是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下，利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生物，动物和植物）的特性，吸收、降解、转化环境中的污染物，使受污染的环境得到改善的治理技术。广义的生物修复可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大类。污染环境的植物修复1、什么是植物修复植物修复是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基

2、础，利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发、降解和转化作用来清除环境中污染物质的一项新兴的污染治理技术。具体地说植物修复就是利用植物本身特有的利用、分解和转化污染物的作用，利用植物根系特殊的生态条件加速根际圈的微生态环境中的微生物的生长繁殖，以及利用某些植物特殊的积累与固定能力，提高对环境中某些无机和有机污染物的脱毒和分解能力。广义的植物修复包括利用植物修复重金属污染的土壤、利用植物净化空气和水体、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土壤中的有机污染物。狭义的植物修复技术主要指利用植物清除污染土壤中的重金属。2、植物修复的

3、类型根据植物修复在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为6种基本类型：植物转移植物通过叶表孔隙挥发水分的形式转移在水系中的污染物。如白杨、桉树、河香柏等树木具有很深的根系,每天可以蒸腾大量的水,将水中某些污染物转移至植物体内。植物提取修复利用陆生或水生植物超量吸收一种或几种重金属，并富集到可收割部分再进行集中处理。为应用最多和最有发展前途的植物修复技术。植物挥发修复将挥发性污染物吸收到植株体内，再转化为气态物质释放到大气中，主要集中在挥发性重金属修复方面，如汞、硒、砷。植物降解修复两种途径：一是将污染物吸收到植株体内储存于组织中或矿化，二是分泌

4、物质直接降解根系圈内有机污染物。根际圈生物降解修复利用植物根际圈菌根真菌、专性或非专性细菌等微生物的降解作用来转化有机污染物，降低或彻底消除其生物毒性。其中植物对根际圈降解微生物起到活化的作用，此外根分泌的一些有机物质也是细菌通过共代谢降解有机污染物质的原料。这种修复方式实际上是微生物与植物的联合作用过程，其中微生物在降解过程中起主导作用。植物固定／稳定化修复一是通过耐性植物根系分泌物质来积累和沉淀根际圈附近的污染物质，二是利用耐性植物在污染土壤上的生长来减少污染土壤的风蚀和水蚀，防止污染物质迁移和扩散。3、植物修复的特点优点包括：①资源丰富，开

5、发和应用潜力巨大在实践应用中有了良好的技术保障；②能耗较低，可防止水土流失，创造生态效益和经济效益，符合可持续发展战略的理念；③修复工艺操作简单，成本低，减少了公众的担心，可以在大面积污染范围内实施。缺点包括：①具有不确定性和多学科交叉性，受环境条件和病虫害影响较大；②受植物栽培和生长的限制，周期较长。4、植物修复作用原理植物修复作用原理如图9所示，主要是通过植物自身的光合、呼吸、蒸腾和分泌等代谢活动与环境中的污染物质和微生态环境发生交互反应，从而通过吸收、分解、挥发、固定等过程使污染物达到净化和脱毒的修复效果。图9植物修复作用原理示意图（1）根

6、的生理作用首先，植物根具有深纤维根效应，根的形态可以影响土壤的物化性质以及污染物的生物可利用性和降解程度。其次，根可以通过吸收和吸附作用在根部积累大量的污染物质，加强了对污染物质的固定，其中根系对污染物质的吸收在污染土壤修复中起重要作用。再次，根还有生物合成的作用，可以合成多种氨基酸、植物碱、有机氮和有机磷等有机物，同时还能向周围土壤中分泌有机酸、糖类物质、氨基酸和维生素等有机物，降低根际圈内污染物质的可移动性和生物有效性，减少污染物对植物的毒害。（2）根际生物圈植物根际圈指由植物根系和土壤微生物之间相互作用而形成的独特圈带，包括根系、与之发生相

7、互作用的生物，及受这些生物活动影响的土壤，是一个良好的适应微生物群落生长的生态环境，是由土壤为基质，以植物的根系为中心，聚集了大量的细菌、真菌等微生物和蚯蚓、线虫等一些土壤动物的独特的“生态修复单元”。植物的根系从土壤中吸收水分、矿质营养的同时，向根系周围土壤分泌大量的有机物质，而且其本身也产生一些脱落物，这些物质促使某些土壤微生物和土壤动物在根系周围大量地繁殖和生长，使得根际圈内微生物和土壤动物数量远远大于根际圈外的数量，而微生物的生命活动如氮代谢、发酵和呼吸作用及土壤动物的活动等对植物根也产生重要影响，它们之间形成了互生、共生、协同及寄生的关

8、系。（3）有机污染物的修复机制植物修复有机污染有以下三种机制：有机污染物的直接吸收和降解植物根对中度憎水有机污染物有很高的去除效率，包括