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应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类

北极星环保网来源:中南林业科技大学学报 石润2018/5/2 17:14:58我要投稿

北极星环保网讯:植物修复(phytoremediation)是重金属污染环境治理的重要手段之一。狭义上的植物修复是指利用植物的功能去除大气、水体和土壤中的污染物,其主要其途径包括植物萃取(Phytoextraction)[1]、根际过滤(Rootfiltration)[2]、植物挥发(Phytovolatilization)[3]和植物固定(Phytostabilization)[4]。广义上,植物修复还具有重建植被、修复景观、改良土壤性质、改善土壤生态环境等功能。植物修复技术属于原位修复技术,其成本低、二次污染易于控制,植被形成后具有保护表土、减少侵蚀和水土流失的功效,可大面积应用于矿山的复垦、重金属污染场地的植被与景观修复[5-7]。

在植物修复领域,超富集植物的筛选至今仍然是学术界的热点。国内外文献报道的超积累植物具有抗性强、耐受重金属浓度高和转移系数大的特点,然而不足的是,大多数超积累植物适生范围窄,根系浅,生物量小,因而富集重金属元素的总量小,以至修复污染土壤所需要的时间漫长,另外,部分超积累植物具有元素专一性的特点,因此在多重金属元素共存的复合污染中,超积累植物的应用受到一定的限制。

实践中,采用植物修复技术治理重金属污染土壤主要有三大目标:

一是迅速恢复植被与景观,有效地降低水土流失,控制重金属污染扩散对周边环境的影响;

二是去除土壤重金属,降低土壤重金属元素含量到生态安全的水平;

三是在实现上述目标的前提下,进一步提高土地的利用价值。在重金属尾矿库以及垃圾填埋场等废弃地治理中,通常按规定采用覆土、克土以及土壤改良等措施,这些措施的应用改善了植物生长介质的理化性质,降低了植物根际重金属毒性,从而扩大了植物种类选择的范围。本研究的目的是总结近年来科学家在超积累植物、先锋植物和生态-经济型植物种类筛选应用方面的研究与实践工作,为发展植物修复技术提供基础信息。

1积累与超积累植物

积累与超积累植物是指吸收积累重金属能力强的植物。国内外对积累与超积累植物的界定依据是植物的富集浓度与转移系数,转移系数一般用植物地上部和根部重金属浓度的比值来表示。超积累植物(hyper-accumulator)的标准目前一般采用Baker和Brooks[8]1983年提出的参考值,即把植物叶片或地上部干重含Mn、Zn达到10000μg/g,Cd达到100μg/g,Pb、Cu、Cr、Co、Ni等达到1000μg/g及以上,且转移系数大于1的植物称为相应元素的超积累植物。按照这一标准,世界上至今为止共发现的超积累植物约有500余种[9]。表1列出了国内外文献中报道的部分超积累植物和试验中证明具有较强抗重金属污染的植物。

(1)铅的超积累植物

表1中列出的Pb超积累植物地上部Pb的含量均大于1000mg/kg[9],其中富集能力极强的植物有羊茅[10]和普通荞麦[11],其Pb的富集浓度达到和超过10000mg/kg,转运系数也大于1。白莲蒿[12]和小鳞苔草[13]Pb的富集浓度低于羊茅和普通荞麦,但其转运系数分别为10.38和9,是文献报道中Pb元素转运系数最高的植物。马蔺[14]的转移系数小于1,但其Pb的富集浓度约高于肾蕨,因此作为积累植物列在表1中。

延伸阅读:

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工业污染场地土壤修复技术研究

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