植物修復(fù)技術(shù)治理土壤重金屬污染
土壤是人類賴以生存發(fā)展的生產(chǎn)資料，也是人類社會(huì)最基本、最重要的自然資源之一。隨著我國工業(yè)化的不斷深入，多種含重金屬的污染物通過各種途徑進(jìn)入土壤，造成土壤中相應(yīng)的重金屬富集，從而導(dǎo)致土壤肥力降低，農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降，并通過食物鏈危及人類健康和生命。
近日，中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所科研人員發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)治理土壤重金屬污染，具有經(jīng)濟(jì)、簡單和高效的優(yōu)點(diǎn)，適于大規(guī)模推廣。
據(jù)我國農(nóng)業(yè)部進(jìn)行的全國污灌區(qū)調(diào)查，在約140萬公頃的污水灌區(qū)中g(shù)esep.com，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的64.8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴(yán)重污染的占8.4%。重金屬主要通過大氣沉降、污水、固體廢棄物、農(nóng)用物資、農(nóng)藥等進(jìn)入土壤。土壤重金屬污染具有污染物在土壤中移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長、不能被微生物降環(huán)保解的特點(diǎn)，因此治理和恢復(fù)的難度大。
據(jù)寒旱所科研人員介紹，植物修復(fù)技術(shù)是一種以植物忍耐、分解或超量積累某些化學(xué)元素的生理功能為基礎(chǔ)，利用植物及其共存微生物體系來吸收、降解、揮發(fā)和富集環(huán)境中污染物的治理技術(shù)。與傳統(tǒng)修復(fù)方法相比，該技術(shù)成本低、過程簡單，且環(huán)境友好。
根據(jù)其作用過程和機(jī)理，植物修復(fù)技術(shù)可分為植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)和根系過濾四種類型。植物穩(wěn)定主要是利用耐重金屬植物或超累積植物降低重金屬的活性，從而減少重金屬被淋洗到地下水或通過空氣擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性;植物提取是利用重金屬超累積植物從土壤中吸取金屬污染物，隨后收割地上部并進(jìn)行集中處理，連續(xù)種植該植物，達(dá)到降低或去除土壤重金屬污染的目的;植物揮發(fā)是利用植物根系吸收金屬，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)揮發(fā)到大氣中，以降低土壤污染;根系過濾主要是利用植物根系過濾沉淀水體中重金屬的過程，主要是利用水浮蓮、浮萍、水葫蘆等水生植物的吸附能力，減輕重金屬對(duì)水體的污染程度。此外還有微生物修復(fù)技術(shù)，微生物可降低土壤中重金屬的毒性，吸附積累重金屬，改變根際微環(huán)境，從而提高植物對(duì)重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率。
研究人員表示，采用工程、物理化學(xué)和化學(xué)方法修復(fù)重金屬污染土壤，具有一定的局限性，難以大規(guī)模處理污染土壤，并且會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、生物活性下降和土壤肥力退化。農(nóng)業(yè)生態(tài)措施又存在周期長、效果不顯著的特點(diǎn)。而生物修復(fù)是一項(xiàng)新興的高效修復(fù)技術(shù)，具有良好的社會(huì)、生態(tài)綜合效益，并且易被大眾接受，具有廣闊的應(yīng)用前景。
研究人員建議，植物修復(fù)技術(shù)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面：一是超累積植物篩選與培育。超累積植物是在重金屬脅迫條件下的一種適應(yīng)性突變體，往往生長緩慢，生物量低，氣候環(huán)境適應(yīng)性差，具有很強(qiáng)的富集專一性。因此，篩選、培育吸收能力強(qiáng)，同時(shí)能吸收多種重金屬元素，且生物量大的植物是生物修復(fù)的一項(xiàng)重要任務(wù)。二是分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)的應(yīng)用。隨著分子生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，將篩選、培育出的超累積植物和微生物基因，導(dǎo)入生物量大、生長速度快、適應(yīng)性強(qiáng)的植物中已成為現(xiàn)實(shí)。因此，利用分子生物技術(shù)提高植物修復(fù)的實(shí)用性方面將取得突破性進(jìn)展。三是生物修復(fù)綜合技術(shù)的研究。重金屬污染土壤的修復(fù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，單一的修復(fù)技術(shù)很難達(dá)到預(yù)期效果，必須以植物修復(fù)為主，輔以化學(xué)、微生物及農(nóng)業(yè)生態(tài)措施，從而提高植物修復(fù)的綜合效率。因此，生物修復(fù)綜合技術(shù)將是今后重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的主要研究方向。
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