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1、安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2006,34(22):5948-5950,6023责任编辑陈娟责任校对张瑜超积累植物修复重金属污染土壤的机理1231111*王华,曹启民,桑爱云,杨安富,王汀忠,秦裕波,唐树梅(1.华南热带农业大学农学院,海南儋州571737;2.中山大学环境科学与工程学院,广东广州510275;3.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南儋州571737)摘要综述了近十几年来超积累植物吸收和贮存重金属机理方面的研究进展,以期引起人们对该领域的重视,并为国内在超富集植物的相关研究方面提供参考。关键
2、词重金属;超积累植物;吸收机理中图分类号X53文献标识码A文章编号0517-6611(2006)22-5948-03MechanismsofHyperaccumulatorsRemediatingHeavymetalContaminatedSoilWANGHuaetal(CollegeofAgronomy,SCUTA,Danzhou,Hainan571737)AbstractInthispaper,recentadvancesonthemechanismsofheavymetalabsorptionandreservationbyphyeraccumulatorweres
3、ummarized.ThepurposeistoprovidesomereferenceforresearchersinChina.KeywordsHeavymetal;Phyeraccumulator;Absorptionmechanism[14][15][16]现代农业中各种农药和化肥的大量使用、汽车尾气的大景天;Pb超积累植物土荆芥;Mn超积累植物商陆,量排放、城市污水和垃圾处理不当以及工业生产产生的三其中东南景天是Cd和Zn两种重金属的超积累植物。废的不合理排放,导致土壤中重金属含量急剧增加,土壤!1超积累植物对根际土壤中重金属的活化[1]植物系统中重金属污染问题日趋严重。土
4、壤重金属污染1.1超积累植物酸化土壤中不溶态的重金属植物根系可[2]具有隐蔽性、不可逆性和后果严重等特点,治理难度大,费以分泌质子,从而促进植物对土壤中元素的活化和吸收。根用高。因此,土壤系统中重金属的污染与治理一直是国际性袋(rhizobag)试验表明,土壤中有效Zn含量下降,不到超积累的难题和热点研究问题。目前常采用的物理与化学治理技植物T.caerulescens吸收Zn总量的10%,说明T.caerulescens术(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等),不仅费用昂贵、可以将土壤中难溶态Zn转化为有效态,使得土壤中有效Zn[17]需要特殊仪器设备和专门技术人员,而且大多只能暂时缓解
5、含量下降不多。张淑香等研究发现,作物根系分泌的脂重金属的危害,还可能导致二次污染,不能从根本上解决问肪酸在根际环境中的积累,尤其是在还原条件下的积累会造题[3-4]。一些科学家开始探索在不破坏土壤生态环境的情成局部土壤酸性环境[18]。一些学者还提出超积累植物从根况下治理重金属污染的新途径。如今已成立了一个全球土系分泌特殊有机物如有机酸来酸化根际重金属,从而促进土壤修复网络,包括北美、拉丁美洲、澳大利亚、非洲、亚洲和欧壤重金属的溶解和根系吸收,或者超积累植物的根毛直接从洲6个区域中心,其中一个核心任务就是利用植物!微生物土壤颗粒上交换吸附重金属的观点。系统原位治理污染环境,也就是植物修复(Ph
6、ytoremedia1.2超积累植物螯合土壤中的重金属超积累植物能分泌[5]tion)。根据其原理和过程,重金属植物修复技术包括植物某些金属结合蛋白和某些特殊有机酸来螯合重金属。一些[4-6]提取、根际过滤、植物稳定和植物挥发。其中植物提取单子叶植物在缺Fe条件下能释放植物高铁载体,促进土壤是最彻底、最有发展潜力的解决重金属污染的技术。其基本Fe、Zn、Cu、Mn的溶解[19]。超积累植物也可能分泌金属结合思路是种植超积累植物于受污染的土壤,植物吸收重金属并蛋白(类似于金属硫蛋白或植物螯合肽)作为植物的离子载将其转移到地上部,收获植物,焚烧后回收重金属,从而降低体,还可能分泌某些化合物,
7、促进土壤中金属溶解。万敏等[5-6]土壤中重金属的含量,实现治理目标。通过对不同镉积累类型小麦根际土壤低分子量有机酸与镉超积累植物(Hyperaccumulator)是指对重金属的吸收量超生物积累的研究,证实了植物可以通过分泌有机酸来复合或过一般植物100倍以上的植物,超积累植物积累的Cr、Co、Ni、螯合溶解土壤中的Cd[20]。Cu、Pb含量一般在1000mg/kg以上,积累的Mn、Zn含量一