土壤中汞的来源及土壤汞污染修复技术概述-第3页-中汞网

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2.4 植物修复技术(Phytoremediation)

植物修复技术指利用某种特定植物及其根部微生物对土壤中特定污染物通过吸收、固定、转化、挥发、降解等作用，进而去除土壤中污染物的一种新型修复技术。植物修复技术按其作用机理分为植物提取(Phytoextraction)、植物稳定化(phytostabilization)和植物挥发(Phytovolatilization)，其中，植物提取技术研究最为广泛，也最具发展前景。

20世纪80年代开始，国内外学者已经开始在汞的植物提取技术方面进行研究。研究表明，虽然许多植物对汞都具有富集作用，但由于汞在土壤中生物有效性很低，一般需要通过施加螯合剂和植物

激素来提高汞污染土壤植物修复效率。目前已报道使用的螯合剂包括KI、 Na2S2O3、NH4SCN，SC(NH2)2、SCN+H2O2、(NH4)2S2O3、EDTA、脲酶。王建旭等报道了在土壤中添加2g/kg硫代硫酸铵后，印度荠菜根系、茎、叶片总汞含量均增加，分别是对照组的8倍、 4倍、2倍。Cassina等使用细胞分裂素和(NH4)2S2O3对植物汞提取情况进行研究。研究发现，联合使用细胞分裂素和(NH4)2S2O3比单独分别使用细胞分裂素、(NH4)2S2O3更能提高印度荠菜和向日葵对汞的富集能力。

植物提取修复技术发展前景十分诱人，而这项技术发展的关键在于寻找一种对汞有超富集作用的植物。虽然各国学者已经经过30多年的找寻和筛选，但有关汞超富集植物成功筛选的报道并不多见。 2010年，王明勇等在我国首次发现一种汞富集植物——乳浆大戟，这种植物对汞富集量为25.3～35.1mg/kg，运转系数为1.2～2.5，大于1，具有明显的富集植物特征。2014年，Liu等报道了一种对汞有强烈富集作用的植物——白三叶草。在HgCl2含量为10μg/L的Hoagland营养液中培养白三叶草，7d后对这种植物根、茎、叶汞含量进行测定，检测结果表明，白三叶草根、茎、叶汞含量分别为 22.63、53.98、22.98mg/g，运转系数为3.4，目前发现的所有对汞有富集能力的植物中，本次报道的白三叶草富集能力最强。

植物修复技术是一种原位修复技术，在修复土壤污染的同时中，也能起到美化周围环境的功能。在我国西南一些土壤汞污染严重的地区，当地人均收入偏低，土壤汞污染面积大，地方政府不可能投入大量资金修复土壤污染，因此植物修复技术作为一种低投入修复技术，在修复当地土壤汞污染方面潜力巨大。

2.5 基因工程技术(Geneticengineering)

近年来，随着分子生物学和分子遗传学的发展，研究人员将金属硫蛋白(MTs)、金属螯合剂、重金属转运蛋白基因等导入到特定植物体内后，发现植物对重金属的耐受性和提取能力增加，即提高了植物修复效率。因此，基因工程技术为土壤修复提供了一条新的方法，具有十分广阔的发展前景。

革兰阴性菌等细菌体内的mer操纵子对汞化合物有着特殊的抗性和转变能力， mer操纵子的结构基因包括merA、merB、merC、merD、merF、merT、merP，其中有关merA、merB基因的研究最为广泛。2000年，Bizily等[28]首次将merA和merB基因在植物体内同时表达，转基因拟南芥对甲基汞的耐性明显提高(是野生型拟南芥的40倍，是转merB基因拟南芥的5倍)。Kiyono等研究认为，表达merC-SYP121蛋白的转基因植物对汞有更高的抗性，也能比野生型植株富集更多的汞。另有研究表明，MTs基因可以显著提高水花生对汞的抗性和富集能力。

基因工程技术虽然可以提高植物修复效率，但这种技术目前还仅仅处于实验室研究阶段，而且转基因技术在我国一直是一个极具争议性的话题，这种修复方法在实际工程应用中应特别小心。

3 研究展望

20世纪80年代开始，西方发达国家开始采取措施限制汞的使用、出口和转让，促使西方国家土壤汞污染问题得到遏制。但发展中国家由于自身发展的需要，依然在使用大量化石燃料等含汞原料，导致局部地区土壤汞污染加重。

当前，中国已经在采取行动遏制汞的排放，2014年11月在北京签订的《中美气候变化联合声明》中，中国做出控制化石燃料使用的承诺，这一举措在一定程度上会降低我国汞的排放量。当前，围绕土壤汞污染的修复已经形成多种修复技术，其中，固化稳定化技术和热解析技术属于常用技术，植物修复技术、纳米技术、基因工程技术属于新兴修复技术。目前，单一修复技术逐渐被多种修复技术联合使用所代替，纳米技术等新兴技术得到越来越多的重视。在国外，固化稳定化技术已经得到工程实际应用，热解析技术也逐渐成熟，在工程应用中逐渐发挥作用。但我国由于起点低、投入少、政府重视程度不高等因素，我国的修复技术明显落后于西方发达国家，具体表现为修复技术单一、修复设备落后、修复工艺简单、成功修复案例较少等，这些不足已经严重制约着我国土壤汞污染修复技术的发展。因此，开发一种修复周期短、稳定性好、费用低廉的修复技术，加大修复设备的研究，成为我国修复领域的两件亟需完成的工作。

延伸阅读：

国内氯碱行业汞污染现状与防治对策

原标题：土壤中汞的来源及土壤汞污染修复技术概述

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