植物 土壤污染.doc

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1、重金属污染土壤的植物修复摘要：土壤重金属污染在世界范围内广泛存在并且日益严重，植物修复技术作为一低成本，效果好，无二次污染的绿色技术成为当前学术界研究的热点。虽然植物修复技术尚处于“婴儿”时期，但却是尖端的污染整治技术。我国应该在了解国情的基础上，开展此领域的基础和应用技术研究与开发，以便推进我国土壤污染整治工作。关键词：植物修复土壤污染1.前言土壤是人类生态环境的重要组成部分，是人类社会的生存基础。由于生活污水排放、污水灌溉、大气沉降、采矿冶炼、农药化肥的大量施用等原因，造成了该系统的污染，尤其是重金属污染状况日趋严重。发生重金属污染后，因其具有隐蔽性、不可逆性和长期性的特点，

2、对陆生生态系统构成潜在的巨大威胁，不仅影响植物的产量与品质，而且影响大气和水环境质量，并通过食物链危害人类的生命和健康。现有的重金属污染治理措施还不太多，治理效率也不高，常见的有：使用非毒性改良剂法；深耕法；排土法与客土法；化学冲洗法等。但是非毒性改良剂法只暂时减少污染物在生物体内的富集，不能根除污染物在土壤中的存在[1]；深耕法会导致表层土壤中的污染物扩散；排土法要挖去表层沃土，且挖去的污染土壤处理也很头痛。为此有必要寻找和开发一种既廉价又实用的技术。植物修复技术应运而生。所谓植物修复技术，又称绿色修复，以植物忍耐、分解或超量积累某种或某些化学元素的生理功能为基础，利用植物及其

3、共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的一项环境污染治理技术。。随着对重金属植物修复技术的研究，特别是耐重金属和超富集植物及其根际微生物共存体系的研究、根际分泌物在微生物群落的进化选择过程中的作用、以及根际物理化学特性研究的深入，植物修复技术的涵义和应用将得到延伸。选取某些植物吸收和积累污染物能力的优势，特别是利用或培育称作超级累积器的植物，将有毒、有害元素由地表土壤或水体转移到植物体中。这些被称作超级累积器的植物能显著吸收有毒有害元素，其浓集能力超过传统植物的上百倍，甚至上千倍[2]。长成后，这些植物被收割和处理，以达到进一步的减容和污染物的浓集，而有毒有害元素被回

4、收或处置。2.植物耐金属机理Barker认为植物对重金属抗性的获得可通过两种途径，避性和耐性，这两条途径并不排斥，往往能统一作用于一个植物上。因此，研究抗性机理就必须弄清这些特定的生理机理，其作用方式和条件。2.1避性一些植物可通过某种外部机制保护自己，使其不吸收环境中高含量的重金属从而免受毒害，称之为避性。在这种情况下，植物体内重金属的浓度并不高。2.1.1限制重金属离子跨膜吸收植物可通过限制重金属离子跨膜吸收降低体内的重金属离子的浓度。细胞质膜是有机体与外界环境之间的一个界面。因此，细胞质膜的透性大小是决定外界重金属离子能否进入细胞和进入多少的主要因素，而质膜组成是决定质膜透

5、性的关键，所以在重金属污染条件下，植物之间膜组成和变化能力的差异可能是不同植物对重金属抗性不同的原因之一。2.1.2与体外分泌物络合在重金属胁迫条件下，植物可反馈分泌一些物质。通过这些物质与重金属离子发生络合反应，降低植物周围环境中有效态的重金属离子含量，避免植物受害。不同植物和品种由于根系生理代谢的差异有着不同的根际效应。因而可能通过了解不同品种植物在重金属胁迫下根系是否分泌特定根系分泌物来筛选抗性品种，从而减少作物对重金属的吸收，或者培育出耐性品种通过生物抽提来消除土壤中重金属污染。2.2耐性耐性是指植物体内具有某些特定的生理机制，使植物能生存于高含量的重金属环境中而不受伤害

6、，此时植物体内具有较高浓度的重金属。Barker认为，耐性又具备两条基本途径，即金属排斥性和金属积累。图1植物对重金属耐性机理2.2.1金属排斥性重金属被植物吸收后又被排出体外，或重金属在植物体内的运输受到阻碍。2.2.2金属积累性植物耐性的另一个途径是金属积累，但可自身解毒，即重金属在植物体内积累，但以不具生物活性的解毒形式存在。研究认为，植物细胞壁是重金属离子进入的第一道屏障，细胞壁的金属沉淀作用机理可能是一些植物耐金属的原因，这种沉淀作用可以阻止过多金属进入体内原生质，免受其毒害[3]。液泡里含有的各种蛋白质、糖、有机酸、有机碱等都能与重金属结合而解毒，因此液泡常被认为是分

7、隔重金属元素的机构。进入植物体内的重金属，常与植物体内许多成分结合而失去毒性。当部分重金属穿过细胞壁和细胞膜进入细胞后，能和细胞质中的蛋白质、谷胱甘肽、草酸、柠檬酸、苹果酸等形成复杂的稳定螯合物，它们多能使重金属的毒性降低[4]。3.植物修复技术3.1单一植物修复重金属类污染的植物修复技术按其修复的机理和过程可分为植物萃取、植物固定、根系过滤、根际降解和植物挥发。　植物萃取（phytoextraction）是指种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物质并运移至植物地