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根际过滤
根际过滤即通过耐性植物根系特性,改变根际环境使重金属的形态发生改变,然后通过植物根系的吸收、积累和沉淀保持在根部,减少其在土壤中的移动性,根系表面积越大效果越好。根际过滤适用于修复水体中的重金属污染,具有永久性和广泛性,有望以后成为治理土壤重金属污染的重要方法。
植物促进
根际促生细菌是指在植物根际土壤环境中,依附在植物根际表面,其能够显著促进植物生长的一类细菌总称。植物利用根际促生菌通过其分泌的分泌物如糖、酶、氨基酸等物质能够促进生活在根系周围土壤微生物的活性和生化反应,有利于土壤中重金属的释放,从而促进植物对重金属的吸收,目前该技术还仅处于实验室研发和中试阶段。
植物降解
指植物利用根系分泌出的一些特殊化学物质,通过根系的分解、沉淀、螯合、氧化还原等多种过程使土壤中毒性较大的重金属污染物转化为毒性较小或者无毒的物质,能降低自由离子的活度系数,减少其对生物和环境的危害。
实际应用中的问题
在实际应用中,大部分超累积植物由于自身一些固有特性给植物修复技术带来了很大的限制。主要表现在以下几方面:
(1)已知的超积累植物多为野生型稀有植物,分布的区域性较强,个体矮小、生物量低、生长缓慢等特点,且易受到土壤类型、温度、湿度、营养等环境条件限制,所以修复治理效率低、周期长而难于满足商业要求。
(2)植物根系一般分布在土壤表层,对于深层土壤污染的修复能力较差
(3)大多数超积累植物只能积累某种重金属,而土壤污染大多是重金属的复合污染,从而限制了在重金属复合污染土壤治理方面的应用
(4)超富集植物提取的重金属通过果实、叶、根等器官腐烂、凋谢或机械折断等途径使重金属重返土壤,间接降低了修复效率,且植物受病虫害袭击也会影响修复效果
(5)超累积植物体内重金属的后续处理问题一直是难点,应避免二次污染。
展望
植物修复技术作为一种新兴的污染治理技术业已被证明具有极大的潜力和市场前景,但走向产业化应用还有漫长的路要走。
未来植物修复技术应该着继续寻找、筛选高效、富集面广的超富集植物,加强对超富集植物修复土壤的过程和机理研究,进一步加强对植物富集的重金属回收的处理技术研究。在未来,有可能实现应用分子生物学和基因工程技术改造植物,将超富集基因转移到生物量大、美观、经济价值高的植物中,取得更广阔的应用价值。
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