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陈保冬:铀污染生物技术及丛枝菌根在土壤治理中的潜在作用

2015-06-15 08:41来源:固废观察微信作者:陈保冬关键词:环境修复重金属污染铀污染收藏点赞

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在做好风险评估的前提下,在轻度污染的农业用地或者经过植物提取净化的土壤上,通过选择适宜的作物种类或者品种植物,采取特定技术措施强化植物对铀的根系屏障甚至可能维持正常的农业生产。

植物修复效果会受到一些因素的影响,如植物种类,不同的植物对铀吸收能力和积累能力存在很大差异;土壤特性质地、化学反应等对铀的生物有效性也有重要影响;添加有机或无机化合物能够大幅度提高铀的植物有效性;同时,自然条件下植物是与根际微生物密不可分的,因而也收到根际微生物的影响。

在植物根际微生物之中,丛枝菌根真菌是非常重要的一类。丛枝菌根真菌联系起土壤和植物根系,可以直接影响植物的矿物质营养、生长发育及抗逆性、抗病性等多方面的生理机能,并通过对土壤结构及生物群落结构的影响间接地影响宿主植物的生长。菌根真菌与植物根系建立菌根共生体系,这种共生体系有助于植物适应矿区恶劣环境,对保障植物修复的成功具有极其重要的意义。菌根真菌自身也可能直接或间接参与元素活化与植物吸收过程,对于植物修复效果产生不可忽视的影响。

丛枝菌根真菌在铀污染环境修复中的作用

丛枝菌根真菌可以通过多种方式或途径影响植物的矿质营养和生长发育过程,在植物逆境生理和群落稳定中有着重要作用,但目前对于菌根真菌对植物吸收放射性核素的影响却知之甚少。有一些研究者发现菌根促进了植物对铯和锶的吸收,而对于放射性核素铀目前仅有少量的研究报道。铀尾矿上生长的狗牙根菌根内铀主要分布于真菌泡囊。离体培养条件下的试验证实真菌根外菌丝体能够吸收铀并将铀运输至植物根系,但根内菌丝对与铀可能主要起到固持作用。

我们的研究表明丛枝菌根真菌对植物的侵染能增加根中铀的固定,从而降低铀由根部向地上部的转运,同时采用无根毛突变体及野生型大麦为研究材料证实根外菌丝与根毛在铀和磷的吸收上具有相似作用,而菌根真菌在控制植物体内的铀分配起着关键作用。这些研究结果表明暗示丛枝菌根真菌可能对于铀污染环境的植物固定具有潜在应用价值。

尽管应用菌根技术修复铀污染土壤还有很多认识不足,但我们已经看到了生物治理放射性土壤污染的一种可能。为了推进菌根应用技术的发展目前需要着重加强以下三方面的研究:

1、丛枝菌根真菌影响植物吸收和累积铀的主导机制;

2、菌根发挥积极作用的条件和范围;

3、结合菌根技术与其它技术措施提高植物修复效率的可行途径。

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