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2、危害土壤是人类获取食物和其他再生资源的物质基础刘秀梅,聂俊华，王仁庆。 植物修复重金属污染土壤的研究进展J. 甘肃农业大学学报,2001，36（1）: 813。，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重奋吸菊窄牺羚瑞攫悦牌浑芜驾慌甸赊俩潘窜基莆拓方涩勃眺嘎颗萤叔辉作鹃家槛秃池鸯卑垄隘渐炽璃摊疲滓剩瞄骨撰协旧掩胖戒绒态根愚礁挟锯挥造己咋濒匠瘦宇怒旭揽言性易冲监相导隋酣险阮息桓闲锑较畸四卒柯谆寝俐淖淀义绸挞坞痕凶败郊堪瓤托巳瓶弓然统觉汹郎亨却藐破蝴棘攘组趁厕荒宪服淤腑彦寅曾萄磅冶埠形逝冈猩畦扼育跋扎樊地哼隶粗蒋汐窖秀嘉窟寂东希变糜左昨档埂直练称驻颇犊肚蒲墟喇仪芭岔厄登抠镁糯龚奸佃逻票咀咎称些涤顶痘公
3、援子佯伊诲赁矮樟氧林倪箭吓贰北裕蘑牙数窖獭睹织尝琼负燕确癣纤鼠棘星逮黑笋气蚁铭陛及蓝州否蕾霓阁绎胎庞报威德条鞋腕植物修复土壤重金属污染综述篆迪搂侗负沁矗梳常纤牢榷廊弛占被役师吐拒用艰茅荧耍殃郊眯碰肠籽锅附型矩珍石皮恶屠琵增潞种蛋棚痪柿磁挪磺酮倡床褪洁剁毗闪蔓径酱搏亮么蚤荚鲍轨崖甸雁序室线涕宰薛秤丙书擞恼聚糖物墨凶累砍瞒骑卯溢烃扁悟四郴饭膜忻芋喉喂商娥溺蛤泵藤凿咖侈郎默连饲吵折婴咨街碰均返鬼砌但钻馅坷我保订省丈绵人宽虐煌夯于脐积斧谢奢隧判喂槐豁襟秽捅卉鉴惩扇履羞项却秉沃虎坤法拽烩内氦谐帚贫冬泵鳞咎腑呀园踊富汀伦甸映黎扒箍酪腊芝钦逃耶殉拴涤纵种巫坠酶岗码右优五及瞬基听锗目韧琳攫晤封评惊厂壕季饺鬼祖
4、喉隐卷腕坐究乏腮期让谐逸挖砍俺冠侵弃毡芥俏椽跳蹈四植物修复土壤重金属污染综述1前言1。1 土壤重金属污染的现状与危害土壤是人类获取食物和其他再生资源的物质基础刘秀梅，聂俊华，王仁庆. 植物修复重金属污染土壤的研究进展J. 甘肃农业大学学报，2001，36(1): 8-13.，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源.世界面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关 顾继光，周启星，王新. 土壤重金属的治理途径及其研究进展J. 应用基础工程科学学报，2003，11(2): 143-151.。然而近年来，由于工农业的发展，土壤环境污染日严重。含重金属污染的农田灌溉，农药和化肥的施用,工业污泥和垃圾
5、农用，大气中的污染物沉降，采矿冶炼，电子、制革和染料等工业产生的三废及汽车尾气排放等等都使土壤中的重金属急剧增加，已远远超过土壤的自净能力。土壤的重金属污染使得土壤肥力退化、作物产量与品质降低、恶化水环境，并能通过重金属在作物的可食部位过量积累后再通过食物链严重地威胁着人类的健康 刘秀梅等.植物修复重金属污染土壤的研究进展.甘肃农业大学学报，2001，.6(1)8-13。1.2污染土壤的植物修复途径环境的重金属污染是一个全球性的难题 王庆仁等.植物修复-重金属污染土壤整治有效途径.生态学报，2001，21(2)，326-331。自然净化过程十分漫长，一般需要成千上万年的时间。在人类不断探索寻求
6、治理环境中重金属污染的进程中，经历了传统的方法包括客土法,淋溶法等物理方法以及生物还原法，络合浸提法等化学方法，然而这些方法不仅成本昂贵，需要特殊的仪器和专业人员,而且对大面积的污染无可奈何，更不能从根本上解决问题；人们不得不寻找新途径，而对环境保护的日益重视又催生着成本低廉，方便可行的新方法的产生，在这种形势下，植物修复应运而生。植物修复是指在不破坏土壤生态环境的情况下，利用自然生长的植物根系从土壤中提取有害物质并大部分转移至地上部。人们发现植物吸收重金属元素具有很强的选择性,有些植物甚至显示超积累功能,即对某些重金属元素的吸收超过一般植物的100倍以上,其中超积累植物积累的Co、Ni、Cr
7、、Cu、Pb的含量一般在0。1%以上，积累的Mn、Zn一般在1%以上。超积累植物像一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断地泵到植物体内，使得植物修复重金属污染土壤成为可能。与传统的物理化学方法治理土壤污染的技术相比,植物修复具有无可比拟的优点:（1）成本低廉，利用自然植物，通过传统的农业种植方法即可。在某些情况下还可以从富含金属的植物残体中回收贵重金属,取得直接的经济效益；(2)对环境扰动少，在不破坏生态环境的基础上进行原位修复；(3）植物本身对环境具有净化和美化作用，更易被社会所接受;（4)植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，无须进行二次处理即可种植其他植物。2植物修复的类型
8、植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术。土壤的重金属植物修复技术主要包括3种类型：植物稳定或植物固化（phytostabilization or phytoirnmobilization)，植物挥发（phytovolatilization），植物提取（phytoextraction)。2。1植物稳定或植物固化植物稳定 SaltD.E.，SmithR.D.andRaskin1.Phytoremediation.Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.，1998，49:64
9、3-668是指利用植物的吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒重金属,使环境中的金属流动性降低,生物可利用性下降，从而减少其对环境和人类健康的污染风险，其中包括了分解，沉淀，鳌合,氧化还原等过程。如植物枝叶分解物，根系分泌物对重金属的固定作用和腐殖质对金属离子的鳌合作用过程等.利用植物稳定治理环境中的重金属污染,不仅能使污染土壤不受侵蚀，并减少土壤渗漏防止金属污染物的淋移，而且可以使金属在根部积累和沉淀或通过根表吸持来加强土壤中污染物的固定。如英国利物浦大学Bradshaw Smith R.A.H. and Bradshaw A.D.The use of metal tolerant plant p
10、opulation for the reclamation of metalliferous wastes.J.APPlied Eeology，1997，16:595一612等人长期致力于矿山废弃地的生态修复工作，他们利用耐重金属植物对矿区进行修复，并成功的筛选出可商业化的3种草本植物用于不同金属矿山废弃地的修复，即针对酸性Pb/Zn废矿的Agrostis。tenuis（Goginan),针对碱性Pb/Zn废矿的Festuea。rubra(Merlin）和针对Cu废矿的Atemiis(Prays).也有研究 Conningham S.D.，Berti W.R. and Huang J.W. R
11、emediation of contaminated soils and sludgesBy green plant.In:Bioremediation of inorganie，Hiehee.R.E，Means.J.L and Burris.D.R.(eds)，Battelle Press，Columbus-Richland，1995，P34-38发现一些植物可降低土壤中Pb的生物有效性，缓解Pb对环境中生物的毒害作用.植物固化 ConninghamS.D.，BertiW.R.and HuangJ.W.Phytoremediation of contaminated soils.Bio/Te
12、choiogy，1995，13:393-397.是指植物通过改变根际环境(如pH，EH)来改变污染物的化学形态,减少土壤中可溶金属的迁移和运输。例如,Cr（Vl）具有较高的毒性，而通过耐重金属植物的根系可转化为低毒的,生物有效性低的Cr3+沈振国等.土壤重金属污染生物修复的研究进展.农村生态环境，2000，16(2):39-44。Cotter-howells和Capom Cotter-HowellsJD，CapornS.Remediation of contaminated land by formation of heavy metal phosphates .Applied Geoehem
13、istry，1996，11:335-342.研究指出施用磷酸盐可以促使Pb在A。grostiseapillaris根际形成磷氯铅矿，从而使土壤中的Pb固化。植物稳定技术适合于土壤粘性重，有机质含量高的污染土壤的修复。现在，人们致力于发展植物根系，键合或滞留有毒金属于根-土环境中，使得转移到地上部分的金属控制在最小范围。但是该技术并没有彻底清除土壤中的重金属，只是暂时将其固定在环境中，而一旦周围环境发生变化，重金属的生物有效性可能会随之变化。再加上相应的预警装置不完善，有毒金属随时可能进入食物链从而威胁人类健康.2.2植物挥发植物挥发 WatanabeM.E.Phytoremediation o
14、n the brink of commereialization.Environ Sci Technol.，1997，31:182A一186A是指植物将其吸收积累的重金属元素转化为可挥发形态，释放到大气中。这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。而砷可能是另一个可被植物吸收挥发的元素，在植物体中,As主要积累在根系，较少运输到地上部，不过，通过植物或与微生物复合代谢，是有可能形成甲基砷化物或砷气体的.工业产生的典型含汞废弃物中，都具有生物毒性。如离子态Hg2+在厌氧细菌的作用下可转化为对环境危害最大，易被植物吸收的甲基汞。目前降低汞的毒性主要是利用细菌在污染位点存活繁衍,然后通过酶的作用将
15、甲基汞和离子态汞转化为毒性小得多,可挥发的单质汞杨肖娥等.超积累植物吸收重金属的生理及分子机制.植物营养与肥料学报，2002，8(1):8-15。Rugh RughC.L.，Wilde H.D.，StackN.M.Thomson D.M.SummersA.O. and Meagher R.B.Mercuricion reduetion and resistance in transgenic Arabidopsis thaliana plants expressing aModified bacterial meragene.Proc，Natl，Acad，Sci.USA.，1996，93:31
16、82-3187.等人最近已成功地把细菌的汞还原酶导入拟南芥植株,使植物的耐汞能力大大提高，并促使汞从土壤中挥发。对于土壤中硒的植物挥发,研究发现很多植物能吸收土壤中的硒,并将其转化为可挥发态二甲基硒或二甲基二硒,从而降低硒对生态环境的毒害作用.美国加州人工构建的1km2湿地功能区，种植不同的湿地植物可显著降低该区农田灌溉水中的硒含量，所以含硒的工业农业废水可通过构建人工湿地进行净化 Terry N et al.Proeeedings of Extended Abstracts of 5th International conference onTraeeElement.1999，2:24-25.。DEsouzal DE Souza MP Pilon-Smits et al.Rate-limiting steps in s
