重金属植物修复技术概述.doc

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1、土壤重金属污染植物修复技术摘要：重金属是全球环境最重要的污染物之一，具有毒性强，不能为生物所分解，大多数也不能通过焚烧的方法从土壤中去除；能通过活性氧等的中介作用，导致植物氧化伤害，乃至死亡，而且能通过食物链在生物体富集，进而危及人类身体健康等。本文概括了土壤重金属的来源和危害，并论述了植物修复技术的研究方向和优缺点以及未来的发展趋势。关键词：土壤重金属污染植物修复土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，也是人类环境的重要组成部分，具有维持系统生态平衡的自动调节功能（1）。但是随着工业的发展和农业生产现代化，土壤重金属污染问

2、题已成为全球各国共同面临的棘手问题。从1973年WagnerKH，Siddiqi首次发表关于土壤重金属污染问题的文献以来，到现在经过了三十多年的研究历程。近十年来有关重金属在土壤、作物中的迁移、富集及对重金属污染土壤的治理和植物修复等问题引起了全世界学者的高度重视和深入研究（2~3）。土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集，一直备受人们的关注。土壤中重金属含量超过其环境容量时，一则对土壤中的微生物起抑制毒害作用。使土壤生产力降低；二则其直接作用于植物，使植物的生长、发育、繁殖受到影响。产量降低，产品质量下降；再则

3、可先通过吸收富集于植物体，然后通过食物链迁移至动物和人的体，严重威胁动物、人类的生存健康。重金属不仅以单一元素污染土壤，当多种重金属在土壤中共存时，它们之间还存在协同、拮抗作用，而且随着污水灌溉以及农药、化肥、污泥的大量施用，进一步加剧了土壤的复合污染（4）。因此，研究土壤重金属污染的来源、形态、赋存形态及转化迁移规律，积极探索更有效、经济的污染测定技术和修复技术具有重要意义。一.土壤重金属污染的现状、来源和危害1.1土壤重金属污染现状目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu为340万吨，Pb为50

4、0万吨，Mn为1500万吨，Ni为100万吨（5）。例如，日本农田土壤总污染面积为7030hm2，主要受Cd、Cu、As等重金属污染。据1993年中国环境状况公报，我国工业废水排放量为219.5×108t，污灌污染农田面积为3.3×106hm2。特别是Cd污染总面积己达133331hm2（6），如市士灌区因污灌使2533hm2农田遭受Cd污染，其中严重污染面积占13%（7）。大余县污灌引起的镉污染面积达5500hm2（8），市2.7%-9%的农田土壤分别受到Cr、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn等7种重金属的轻污染。每年约有2×103m3废

5、水进入农业环境，全区污灌面积达2.56×104hm2。因此，如何调控、治理土壤重金属污染对农业持续发展就显得尤为重要。1.2土壤重金属污染来源土壤是人类赖以生存的主要资源之一，因此人类的生产和生活是造成土壤污染的主要原因。土壤作为一个开放体系，每时每刻与环境中其他要素进行着物质和能量的交换，重金属便通过大气沉降、污水灌溉、农药和化肥的施用以及固体废弃物排放等途径进入土壤。土壤重金属污染来源大体可以分为工业污染源、农业污染源和生物污染源。工业生产过程中排放的废气、废水、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染的主要来源。在农业生产中，重金属可通过

6、污水灌溉、污泥利用以及化肥、有机肥和农药的不合理施用等途径进入土壤。农业污染是土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染的主要来源。在生物污染源中，主要由于生活污水和被污染的河水均含有各种致病的病原菌和寄生虫等，使用污水灌溉以及垃圾作厩肥，使土壤遭受生物污染，甚至会造成疾病蔓延。1.3土壤重金属污染危害土壤重金属污染具有毒性大、难降解和危害大的特点，是影响生态系统安全的一类重要污染物质，其中尤以镉、铅、铜、汞、锌及其复合污染为突出。土壤重金属污染危害包括对土壤、作物、人和动物的危害。土壤中高浓度的重金属对土壤理化性质及土壤生物学特性(尤其是土壤微生

7、物)和微生物群落结构会产生不良影响，从而影响土壤生态结构和功能的稳定性。藤应（9）等通过核酸陕速提取系统提取了重金属复合污染农田的DNA并进行了分析，得出重金属污染使农田土壤微生物群落结构发生多样化变化的结论。并且微生物在土壤受到重金属污染时为了维持生存需要更多的能量，其代活性随之会发生不同程度的反应（10）。作为微生物活性反应指标之一的代商(qCO2)可以反映单位生物量的微生物在单位时间里的呼吸作用强度(11)，Fliepbach(12)等也认为代商是评价重金属微生物效应的敏感指标，它可以反映出土壤重金属污染程度。Khan(13)等则证明了

8、重金属污染对土壤微生物生物量的影响是很明显的。土壤重金属污染不仅会对作物产量及品质产生不良影响，而且通过食物链最终会影响到动物及人类健康。镉(cd)是土壤中危害性比