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镉污染土壤修复技术研究进展

2015-10-14 09:25来源:论文网关键词:土壤修复重金属污染镉污染收藏点赞

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4.2 微生物修复

土壤中的某些微生物对重金属有吸收、沉淀、氧化还原作用,可以减轻土壤中重金属的毒性;主要是通过改变土壤中重金属离子的活性,微生物细胞吸附富集重金属以及促进超富集植物对重金属的吸收来实现污染土壤的修复;江春玉等从土壤样品中筛选出一株对镉铅有极强抗性的拮抗细菌WS34,可极大提高印度芥菜和油菜富集镉铅能力,并对其生理生化特性进行了相关研究;有报道称AM真菌可以增加植物对镉的耐性,促进镉等重金属由植株地下部分转移至地上部分;目前用于镉污染土壤修复的微生物涵盖了细菌(柠檬酸杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌等)、真菌(根霉菌、青霉菌、木霉菌等)和某些小型藻类(小球藻、马尾藻等)。微生物镉污染土壤修复法作为一种绿色环保的修复技术,引起国内外相关研究机构的极大重视,具有广阔的应用前景,但修复见效速度慢、修复效果不稳定使得大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平,实例研究少。

4.3 植物修复

植物修复是指利用植物吸收、吸取、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技术的总称[29],包括了植物提取、植物挥发、植物降解、植物根滤和根际微生物降解,其中植物提取修复即利用超积累植物的特性来修复重金属污染土壤应用最为广泛。超积累植物的概念由Brooks et al在1977年首先提出,目前文献报道的超积累植物近20科、500种,其中十字花科较多,主要集中于芸苔属、庭芥属及遏蓝菜属,对镉污染土壤修复效果较好的的超积累植物包括了十字花科、禾本科在内的10余科植;除此之外,一些观赏性植物、农田杂草、木本植物也是镉污染土壤修复超积累植物来源。

近年来超积累植物的发现及研究工作取得了巨大进展,但限于此类植物大都矮小、根系短、生物量较低,修复周期长而难以广泛应用;单一依靠超积累植物修复镉污染土壤已经不能满足现实需求,因此开发经济高效的镉污染土壤联合植物修复技术,保证农产品质量安全逐渐成为研究热点。目前,国内外已开展了通过向土壤环境中引入有益微生物、施用化学物质和肥料、合理耕作等生物、化学和农艺强化措施来改善土壤环境,促进超积累植物对养分的吸收,从而提高超积累植物修复镉污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米与东南景天套种,同时施加混合添加剂;玉米与羽扇豆和鹰嘴豆在不同分隔/间作方式下都能大大提高对污染土壤中镉的吸收效率;邓金川等研制了包括味精废液在内多种有机试剂混合而成的添加剂,提高了植物对锌、镉的吸收效率,明显降低地下水的中金属污染。

5 问题与展望

镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得目前尚无一种真正稳定高效的修复技术能满足现实生产的需求;物理修复和化学修复能较快实现土壤中镉含量的降低,但其仅改变了土壤中镉的存在形式而没有将其彻底清除,往往还存在成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染的问题;动物修复和微生物修复作为一种绿色修复技术相比于其他修复方式具有经济、方便、不改变土壤固有理化性质的特点,但其修复速度慢、见效时间长、对土壤环境要求高的问题限制了其大面积的推广应用。利用植物修复被镉污染的环境,不仅成本低廉,而且有良好的综合生态效益,尤其适合大面积推广。寻求更多的镉污染超积累植物资源,研究镉超积累植物与根际微生物共存体系,利用分子生物学和基因工程克服镉污染超积累植物自身的生物学缺陷,从而彻底实现镉污染土壤修复的高效、稳定、绿色是研究的主要方向。

原标题:镉污染土壤修复技术研究进展
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