重金属的植物修复
环境修复植物对重金属吸收能力

环境修复植物对重金属吸收能力一、环境修复植物概述环境修复植物,亦称为超积累植物或重金属吸收植物,是指那些能在其组织中积累较高浓度重金属的植物。
这些植物通过其天然的生物化学过程,能够从土壤中吸收并积累重金属,从而减少土壤中的重金属含量,达到净化环境的目的。
环境修复植物的应用是生态修复和环境治理领域的一个重要分支,对于改善土壤质量、保护生态环境具有重要意义。
1.1 环境修复植物的分类环境修复植物根据其对重金属的吸收能力和特性,可分为几类:- 重金属超积累植物:这类植物能够在其叶片、根或茎中积累超过正常植物数倍甚至数百倍的重金属。
- 根系修复植物:通过其发达的根系吸收土壤中的重金属,并在根系中积累。
- 地上部分修复植物:主要通过叶片吸收大气中的重金属,如通过叶片的蒸腾作用。
1.2 环境修复植物的作用机制环境修复植物对重金属的吸收主要通过以下几个步骤实现:- 根系吸收:植物根系通过主动或被动的方式吸收土壤中的重金属离子。
- 转运与积累:吸收的重金属通过植物体内的转运系统,被输送到植物的各个部位,尤其是叶片和茎。
- 稳定与解毒:植物体内存在多种机制来稳定重金属,减少其毒性,如通过合成金属结合蛋白、金属螯合肽等。
二、环境修复植物的应用场景环境修复植物的应用非常广泛,主要应用在以下几个领域:2.1 土壤修复在重金属污染的土壤中种植环境修复植物,可以有效降低土壤中的重金属含量,恢复土壤肥力和生态功能。
2.2 水体净化在水体受到重金属污染的情况下,通过种植特定的水生或湿生植物,可以吸收水中的重金属,净化水质。
2.3 大气污染治理对于大气中的重金属污染,可以通过种植某些能够吸收大气中重金属的植物,如通过叶片的蒸腾作用,减少大气中的重金属含量。
2.4 矿山修复矿山开采过程中常伴随着重金属的释放,利用环境修复植物进行矿山生态修复,可以加速矿山地区的生态恢复。
三、环境修复植物的挑战与发展前景尽管环境修复植物在环境治理中显示出巨大的潜力,但在实际应用中仍面临一些挑战:3.1 植物选择的局限性并非所有植物都能有效吸收重金属,而且不同植物对不同重金属的吸收能力也存在差异,因此选择合适的植物种类是一个挑战。
重金属的植物修复

重金属的植物修复摘要本文综述了重金属植物修复的基本机理、目前的进展和展望。
目前植物修复重金属主要包括了植物提取、植物挥发、植物固化和根系过滤等几种技术,通过在植物体吸收转化、与植物体内物质络合和转化为挥发性物质进入大气等机理减轻重金属的污染程度。
重金属种类及其形态、温度、pH 和根系微生物等因素都会影响植物修复的效率。
植物修复与传统的修复技术相比,具有很大的优越性,但同时也有其局限性。
关键词:重金属污染,植物修复,超积累植物引言随着工业的发展,土壤和水域的重金属污染已成为全球一个严峻的问题。
据统计,我国约有3万多hm2土地受汞的污染,有1万多hm2土地受镉的污染,每年仅生产“镉米”就达5万t以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万t⑴。
重金属污染具有稳定性高、不可逆和后果严重等特点至今没有找到理想的治理方法,而传统的工程、物理和化学等手段因耗资大、易产生二次污染等原因限制了其在修复重金属上的应用,因此需要探索在不破坏生态环境的情况下治理重金属污染的新途径 1 2。
植物修复(Phytoremediation )是利用绿色植物来转移、容纳或转化土壤或水体中的污染物使其对环境无害3。
植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。
植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术,也是一门正在崛起并涉及土壤学、植物学、分子生物学、基因工程学、环境工程等多门学科的新兴边缘学科。
它具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点。
自20 世纪90 年代以来,植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题4。
植物固化指的是利用植物根际的一些特殊物质使土壤中污染物转化为相对无害物质的一种方法,从而减少其对环境和人类健康的风险。
在这过程中土壤重金属的含量并不减少,只是暂时将其固定,其中包括分解、螯合、氧化还原等多种过程。
Salt D. E.等人在1995通过实验证明植物能将六价铬转变为三价铬,从而减小了伤害性。
植物对重金属污染的生物修复

植物对重金属污染的生物修复重金属污染是当前环境问题中一个严重的挑战。
重金属污染源广泛存在于工业排放、农药使用、废弃物处理等多个领域,对土壤和水体造成严重破坏,威胁到人类和生态系统的健康。
然而,大自然中存在一种独特的修复机制,就是植物对重金属的生物修复能力。
本文将探讨植物对重金属污染的生物修复机制、适用植物种类及其应用前景。
一、植物对重金属污染的生物修复机制植物对重金属污染的生物修复是指植物通过吸收、转运、抑制和转化等方式,将土壤或水体中的重金属元素转移到其根系、地上部分或内部物质中,进而将其毒性降低或转化为可形态排除的形态。
主要的生物修复机制包括以下几点:1. 吸收:植物通过其根系吸收土壤中的重金属元素,特别是根系毛细管的形成使得植物对水溶性重金属离子有更高的吸收能力。
2. 转运:吸收到的重金属元素会通过植物的血管系统从根部运输到地上部分,形成根-茎-叶的元素分布。
3. 抑制:植物通过增加细胞壁、分泌物质等方式抑制重金属元素进入细胞核,从而减少其在植物内的积累。
4. 转化:植物通过一系列酶的作用,将有害的重金属元素转化为无害的形态,如转化为难溶于水的物质或结合到有机物质上。
二、适用植物种类针对不同的重金属元素,不同的植物种类表现出不同的修复效果。
以下是一些常见的适用植物种类及其对应的重金属修复能力:1. 矿产型植物:对于含有高浓度金属元素的土壤,如铜、铅、锌等,一些矿产型植物如铜钱草、柳叶菜等具有较好的修复能力。
2. 能源型植物:对于含有放射性元素铀或油田污染的土壤,能源型植物如悬铃木、榆叶梅等适用于生物修复。
3. 资源型植物:对于重金属元素浓度较低的土壤,一些资源型植物如小麦、玉米等对铬、镉、汞等重金属的修复效果较好。
三、植物对重金属污染的应用前景植物对重金属污染的生物修复具有成本低、易操作、环境友好等特点,凭借其显著的优势和潜力,已逐渐应用于实际工程中。
以下是植物对重金属污染的应用前景:1. 植物修复技术可应用于土壤修复和水体净化工程,通过选择适宜的植物进行植被覆盖和水体处理,能够降低污染物浓度并改善生态环境。
土壤重金属污染的植物修复

汇报人:XX
汇报时间:
目录
• 引言 • 土壤重金属污染概述 • 植物修复技术原理与特点 • 植物种类选择与育种策略
目录
• 田间试验设计与实施方法 • 案例分析与经验分享 • 挑战与展望
01
引言
背景与意义
土壤重金属污染现状
随着工业化和城市化的快速发展,土 壤重金属污染问题日益严重,对生态 环境和人类健康构成巨大威胁。
和新技术成果。
04
启示二:加强国际合作与交流 是促进植物修复技术发展的重 要途径。我们应积极参与国际 交流与合作活动,学习借鉴国 际先进经验和技术成果,推动 我国植物修复技术的跨越式发
展。
07
挑战与展望
当前面临主要挑战和问题
植物修复效率
目前已知的超富集植物通常生长 缓慢,生物量小,修复效率低, 难以满足大面积土壤修复的需求
植物修复技术优缺点分析
• 社会可接受度高:植物修复技术符合公众对环保和可 持续发展的期望,易于获得社会认可和支持。
植物修复技术优缺点分析
1 2
修复周期长
植物修复技术通常需要较长时间才能显著降低土 壤中的重金属含量,难以满足紧急治理需求。
受环境条件限制
植物生长受土壤、气候等环境因素影响较大,可 能导致修复效果不稳定或难以达到预期目标。
,同时增加生物量,以提高植物修复效率。
植物-微生物联合修复
02
利用植物与微生物的协同作用,强化重金属的活化、吸收和转
运过程,提高修复效果。
农业措施辅助
03
结合合理的农业措施,如施肥、灌溉、耕作等,改善土壤环境
,提高植物修复的效率。
政策法规支持和科技创新推动
政策法规支持
应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类

应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类在重金属污染土壤植物修复中,有多种植物种类被广泛应用。
这些植物主要通过吸收、富集和转化重金属来降低土壤中的重金属含量。
以下是一些常见的植物种类:1. 印度芥菜:这种植物能够吸收铅、镉、锌等重金属,并将其储存在叶片和根部。
印度芥菜生长迅速,生物量大,因此具有较高的修复效率。
2. 柳树:柳树对多种重金属具有较高的耐受性和富集能力,如铅、镉、铜等。
柳树生长迅速,根系发达,可以吸收大量的重金属。
3. 杨树:杨树对铅、镉等重金属具有较强的富集能力,可以用于修复重金属污染的土壤。
杨树生长迅速,生物量大,可以持续吸收和富集重金属。
4. 芦苇:芦苇是一种常见的水生植物,可以用于修复受重金属污染的湿地和水体。
芦苇对铅、镉等重金属具有较强的吸收和富集能力。
5. 紫云英:紫云英是一种草本植物,对铅、锌等重金属具有较强的富集能力。
紫云英可以作为土壤改良剂使用,提高土壤质量,降低重金属含量。
6. 狗牙根草:狗牙根草是一种常见的草坪草种,对铅、镉等重金属具有较强的耐受性和富集能力。
狗牙根草可以用于修复受重金属污染的土壤和水体。
7. 苎麻:苎麻对铅、锌等重金属具有较强的富集能力,可以用于修复受重金属污染的土壤。
苎麻生长迅速,生物量大,可以持续吸收和富集重金属。
8. 狼尾草:狼尾草对多种重金属具有较高的耐受性和富集能力,可以用于修复受重金属污染的土壤和水体。
狼尾草生长迅速,根系发达,可以吸收大量的重金属。
除了上述植物种类外,还有多种其他植物也被用于重金属污染土壤的植物修复中,如向日葵、油菜等。
这些植物种类具有不同的特点和优势,可以根据具体情况选择适合的植物种类进行修复。
重金属植物修复的作用机理

重金属植物修复的作用机理重金属污染是当前环境中一个严重的问题,它对人类的健康和生态系统的稳定性都构成了威胁。
传统的重金属治理方法主要包括物理、化学和生物方法,而重金属植物修复作为一种新兴的治理技术逐渐受到人们的关注。
1.吸收和富集:重金属植物修复的第一步是植物吸收土壤或水体中的重金属离子。
植物根系通过水分的吸收,从土壤中吸收溶解在水中的重金属离子。
根部的细胞膜上有许多离子通道和离子泵,能选择性地吸收重金属离子。
一些植物还通过分泌有机酸或氨基酸等物质改变土壤pH值,促进重金属离子的释放。
2.转运和沉积:吸收后,重金属离子会在植物体内进行转运,并沉积在不同的组织部位。
根部和叶片是重金属积累的主要部位。
植物根部表面有很多细小的毛细根,这些细根大大增加了植物与土壤的接触面积,提高了重金属吸收的效率。
吸收后的重金属离子会被转运到根部的内皮细胞,并进一步转运到根部的皮层细胞中,最终沉积在根部的质体中。
3.生物化学转化:一些植物还通过一系列生物化学反应将重金属离子转化为难溶性物质,从而减少重金属的毒性。
例如,一些植物可以将重金属离子与有机物结合,形成难溶性的沉淀物,从而减少重金属离子对植物的伤害。
此外,植物根际微生物的作用也是重要的,它们能与植物共生,通过不同途径降解或沉淀污染物,提高修复效果。
重金属植物修复的作用机理还与植物的根系特性和生理生化过程密切相关。
一些植物具有较长的根系和较高的表面积,这使得它们能够在较大范围内吸收重金属离子。
一些植物根系具有不同的分泌物质,可以改变土壤的pH值或结合重金属离子,减少其毒性。
此外,植物还能通过调节气孔的开闭来控制水分和营养元素的吸收,从而影响重金属的吸收和转运。
总的来说,重金属植物修复的作用机理是通过植物的生理生化特性,吸收和转运重金属离子,并最终富集或沉积在根部或地上部分的组织中,从而实现对重金属污染的治理。
这种方法具有成本低、可持续、环境友好等优点,但也存在植物耐受性、修复效果不稳定等问题,需要进一步的研究和实践来完善和提高其效果。
我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展

我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,我国土壤重金属污染问题日益严重,对生态环境和人类健康造成了巨大威胁。
植物吸取修复技术作为一种绿色、环保的修复方法,近年来在我国受到了广泛关注。
本文旨在综述我国土壤重金属污染植物吸取修复技术的研究进展,包括植物修复技术的原理、应用现状、存在问题以及未来发展趋势等方面。
通过总结国内外相关研究成果,以期为我国土壤重金属污染植物吸取修复技术的发展提供理论支持和实践指导。
在文章的结构上,本文将首先介绍土壤重金属污染的危害和植物吸取修复技术的基本原理,阐述植物修复技术在重金属污染土壤治理中的重要性和可行性。
接着,将重点综述近年来我国在植物修复技术方面的研究进展,包括不同植物对重金属的吸收和转运机制、重金属超富集植物的筛选与培育、植物修复技术的优化与应用等方面。
还将对植物修复技术在实际应用中存在的问题和挑战进行分析,并提出相应的解决策略和建议。
本文将展望植物修复技术的发展前景,探讨未来研究方向和应用前景,以期为我国土壤重金属污染治理提供新的思路和方法。
通过本文的综述,希望能够为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考,推动我国土壤重金属污染植物吸取修复技术的研究和应用取得更大的进展。
二、土壤重金属污染及其影响随着我国工业化、城市化进程的加速,土壤重金属污染问题日益严重。
重金属,如铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)和砷(As)等,因其不易降解、生物毒性大、可在食物链中累积等特点,已成为我国环境保护和生态修复的重点关注对象。
这些重金属主要来源于工业废水、废气、固体废弃物的排放,以及农药、化肥的滥用等。
土壤重金属污染对生态环境和人类健康产生了严重影响。
一方面,重金属在土壤中积累会破坏土壤结构,降低土壤肥力,影响农作物的正常生长和产量。
另一方面,重金属可通过食物链进入人体,长期积累会对人体健康造成危害,如损害神经系统、肾脏、肝脏等器官,甚至引发癌症等严重疾病。
《植物修复重金属》课件

2
离子交换作用
植物根系和养分交换体系可以将根际离子和土壤中的离子进行交换,促进重金属的转移与转 化。
3
沉淀作用
植物代谢产物可以与重金属形成沉淀,进而稳定重金属。
适用植物种类
铜
拟南芥、小麦草、大豆等可以有效修复土壤中的铜污染。
铅
紫花苜蓿、小麦草、柳树等可以有效修复土壤中的铅污染。
镉
拟南芥是修复土壤中镉污染的良好选择。
植物修复未来发展
技术创新
应继续研究新型植物与修复技 术,以提高效率、降低成本。
应用推广
发扬优势、弥补不足,让植物 修复成为环境治理的重要手段。
可持续发展
通过植物修复,促进土地恢复 和环境可持续发展。
结论
植物修复重金属是一项有效的治理污染的技术,不仅具有技术与经济优势,同时也符合环保与可持续发展的理 念。期望植物修复技术能够得到更广泛的应用与推广。
植物修复重金属
重金属污染对环境和人类健康造成了极大的威胁。本PPT将介绍植物修复重金 属的机制、适用物种、案例及未来发展,希望为解决环境污染问题提供新思 路。
重金属污染的危害
1 健康影响
重金属会大量积累在人体内,导致免疫力下降、神经系统损伤等严重问题。
2 环境影响
重金属会影响土壤生态系统,破坏土壤结构,进而影响植被生长、甚至污染地下水。
植物修复的优势
成本低
相对于传统物理和化学方法, 植物修复所需成本更少,能够 达到更好的效果。
可持续
植物修复通过自然的生长和代 谢过程,不仅能解决污染,还 会对土壤生态环境产生积极影 响。
适应性强
植物修复可针对不同的重金属 污染情况和场所进行调整,适 应性非常强。
植物修复机制
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
重金属的植物修复摘要本文综述了重金属植物修复的基本机理、目前的进展和展望。
目前植物修复重金属主要包括了植物提取、植物挥发、植物固化和根系过滤等几种技术,通过在植物体吸收转化、与植物体内物质络合和转化为挥发性物质进入大气等机理减轻重金属的污染程度。
重金属种类及其形态、温度、pH和根系微生物等因素都会影响植物修复的效率。
植物修复与传统的修复技术相比,具有很大的优越性,但同时也有其局限性。
关键词:重金属污染,植物修复,超积累植物引言随着工业的发展,土壤和水域的重金属污染已成为全球一个严峻的问题。
据统计,我国约有3万多hm2土地受汞的污染,有1万多hm2土地受镉的污染,每年仅生产“镉米”就达5万t以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万t[1]。
重金属污染具有稳定性高、不可逆和后果严重等特点至今没有找到理想的治理方法,而传统的工程、物理和化学等手段因耗资大、易产生二次污染等原因限制了其在修复重金属上的应用,因此需要探索在不破坏生态环境的情况下治理重金属污染的新途径[2]。
植物修复(Phytoremediation)是利用绿色植物来转移、容纳或转化土壤或水体中的污染物使其对环境无害[3]。
植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。
植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术,也是一门正在崛起并涉及土壤学、植物学、分子生物学、基因工程学、环境工程等多门学科的新兴边缘学科。
它具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点。
自20世纪90年代以来,植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题[4]。
1.植物修复重金属的途径重金属污染植物修复技术主要有:植物提取(Phytoextraction)、植物挥发(phytovolatilization)、植物稳定或固化(Phytostabilization)和根系过滤(Rh izofiltration)。
1.1植物提取植物提取是利用重金属富集能力较高的植物的吸收和转运,将土壤中的一种或几种重金属转移并储存在地上部分,随后收获地上部分并集中处理。
能应用于植物提取的植物往往是一些超积累植物[5]。
超积累植物(Hyperaccumulator)是指在地上部能够较普通作物累积10-500倍重金属的植物[6]。
积累的Cr, Co, Ni, Ca, Pb的含量一般在0.1%(干重)以上,积累的Mn, Zn含量一般在1%(干重)以上。
目前已发现能富集重金属的超积累植物500多种,其中有360多种是富集Ni的植物[7]。
而这些植物主要集中在十字花科。
植物提取的关键是所用的植物生长快、生物量大、抗病虫能力强,以及具备较强的多种金属的富集能力[5]。
1.2植物挥发植物挥发指通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态,挥发出土壤和植物表面,达到治理土壤重金属污染的目的。
有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发,大大减轻土壤的重金属污染。
运用分子生物学技术将细菌体内对汞的抗性基因(汞还原酶基因)转导到植物(如烟草和郁金香)中,进行汞污染的植物修复。
研究证明,含抗性基的植物,可以在通常生物中毒的汞浓度条件下生长,而且还能将吸取的汞还原成挥发性的单质汞[8]。
但植物挥发将土壤中的重金属转移至大气,其应用有一定的局限性。
1.3植物固化植物固化指的是利用植物根际的一些特殊物质使土壤中污染物转化为相对无害物质的一种方法,从而减少其对环境和人类健康的风险。
在这过程中土壤重金属的含量并不减少,只是暂时将其固定,其中包括分解、螯合、氧化还原等多种过程。
Salt D. E.等人在1995通过实验证明植物能将六价铬转变为三价铬,从而减小了伤害性。
1.4根际过滤根际过滤指将特定的植物种植在重金属污染的水体中,利用植物庞大的根系和巨大的表面积过滤、吸收、富集水体中重金属元素后,将植物收获处理,达到治理水体重金属污染的目的。
种苗过滤法市较有潜力的修复技术。
研究发现蓖麻种苗过滤对铅、镉和铜的去除都有较好的效果。
2. 植物修复重金属的机制2.1吸收和转运目前发现的金属离子吸收转运系统包括锌铁转运蛋白家族(ZRT,IRT-like Proteins,ZIP)和nramp(natural resistance associated macrophage proteins)。
ZIP蛋白一般由309~476 个氨基酸组成,其主体分布于细胞膜中,C 末端和N末端位于膜外,而一个富含组氨酸的可变区位于膜内,可能是金属结合区[10]。
ZIP蛋白参与Zn2+和Fe2+吸收及跨膜运输,也可能与Mn2+、Co2+、Cd2+和Cu2+吸收有关。
Nramp可能与Cd2+和Cu2+吸收转运有关。
2.2络合植物体内普遍存在的一种重金属脱毒机制是配体与重金属离子的络合,如有机酸、氨基酸和多肽等都可作为配体以不同方式与重金属络合并脱毒[11]。
如在酸性土壤中受铝胁迫的一些植物会分泌苹果酸、柠檬酸等有机酸与铝螯合或在根内部螯合,从而降低三价铝含量[12]。
植物络合素(phytochelatin, PC)是另一类是一类短肽的总称,Cd可与其产生PC-Cd 复合物进入细胞的液泡内[13]。
Ag、Cu、Hg 和Pb 等离子都能诱导PC合成,说明可能也能与这些金属络合。
另外金属硫蛋白(metallothionein,MT)是普遍存在于植物体内,能与金属结合的一类多肽的总称。
它由核基因编码,低分子量,富含半胱氨酸,离体实验表明,MT通过硫键与一系列重金属及类似物结合,对下列离子的结合亲和力依次为:Bi(Ⅲ)>Hg(Ⅱ)>Ag(Ⅰ)>Cu(Ⅰ)>Cd(Ⅱ)>Pb(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)。
2.3转化为挥发性物质汞主要是以液态Hg(0)和二价Hg(Ⅱ)进入环境。
其中Hg(0)毒性较小,且易挥发,所以不会对环境构成威胁。
Hg(Ⅱ)相对剧毒,在溶液中Hg(Ⅱ)极易被厌氧菌转变为甲基汞(MeHg),MeHg 对人类和动物是剧毒的。
细菌汞代谢操纵子中有两个基因merA和merB。
将merA 以组成型表达方式转入多种植物中,能介导转基因植物将Hg(Ⅱ)转化为Hg(0)并挥发出体外。
基因merB编码产物MerB是一种有机汞分解酶,将MeHg分解为CH4和Hg(Ⅱ)。
3.影响植物修复的因素重金属种类及其形态是影响植物修复效率的主要因素,另外土壤或水体的因素比如pH 也会产生影响。
3.1重金属种类及其形态各种植物对不同重金属的修复效率不一样,因此可以富集多种重金属的超富集植物在植物修复中有很大价值。
而且在修复过程中要根据污染源中重金属种类和浓度配给不同的植物搭配,以最大化去除重金属。
重金属在土壤或水体中的存在形式(价态、结合与不同的阴离子等等)影响到了其可被植物吸收的有效浓度,存在形式受到pH等因素的影响。
3.2pHpH会影响重金属的活性。
如pH升高时土壤对铅的吸附性增大,而且会生成碳酸盐沉淀,使铅活性下降,从而降低了植物的吸收量[14]。
3.3根系微生物菌根真菌除了菌丝本身能够吸收重金属外,其侵染植物根系后改变根系分泌物的数量和组成, 进而影响根际圈内重金属的氧化状态, 同时也能使根系生物量、根长等发生变化,从而影响重金属的吸收和转移。
根际圈细菌对重金属的吸附, 可以降低其可移动性和生物有效性, 从而对污染土壤起到修复作用[15]。
3.3温度温度会影响到植物的生长,在最适温度时职务的生长最快,得到的生物量最大,重金属的修复速度加快。
同时温度也影响到重金属离子的活性、水体泥对重金属的吸附等等。
3.4重金属与其它元素的作用Cd和Zn通常是伴随而生的,具有相似的化学性质和地球化学行为,因而Zn具有拮抗Cd 被植物吸收的特性。
实验证明,土壤中适宜的Cd/Zn比,可以抑制植物对Cd的吸收[16]。
另外,重金属也可与养分元素发生作用,对根系吸收位进行竞争或者影响植物的生理生化过程。
如施加氮肥可以促进植物对水体中镉的吸收。
4. 植物修复重金属污染土壤或水域的优缺点:植物修复最为新型的绿色污染处理方式,与传统修复技术相比有其优越性。
首先作为一种生物修复它的首要特点是投资和维护的成本低、操作简单,不需要大量机械设备或进行工厂建设。
其次,不需要添加化学试剂,不会产生二次污染。
第三,处理过程可与城市景观结合,有良好的生态效益。
第四是可通过收割、灰化植物体提取金属。
另外这是一种原位修复,从而也降低了投入。
但是植物修复也有其劣势,如超积累植物往往植株矮小,生物量较低,生长速度慢,生长周期长。
由于植物富集能力的限制,植物修复的时间比其他方式要长,而且要占用比较大的土地面积。
受到土壤水分、盐度、酸碱度的影响,植物修复很难在实际中应用。
另外引入的超富集植物和转基因植物对当地的生态系统的影响还需要慎重考虑。
如果引入不当,那可能会对当地物种产生严重破坏。
5. 重金属植物修复的前景近30年来植物修复已成为生态领域的一个热点问题,我国的起步相对较晚,但近年来也加大了研究力度。
我国的植物资源丰富,为筛选生长速度快、生物量高的超富集植物提供了条件。
另外随着分子生物技术、基因工程的发展,将外源基因导入植物体得到超富集植物或者具有特定可转化重金属的植物为植物修复提供了更大的发展空间。
目前重金属在植物体内的作用机理上有很多未解决的问题,仍需要对机理进行深入研究。
次外可将植物修复与其他修复技术结合起来,复合型的修复技术可以取长补短,更高效地进行污染修复。
参考文献[1].陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京:科技出版社,1996.[2].刘素纯,萧浪涛,王惠群,童建华.植物对重金属的吸收机制与植物修复技术[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2004,Vol 30(5):493-498[3]. LászlóErdei, Gábor Mezôsi, Imre Mécs, Imre Vass, Ferenc Fôglein, LászlóBulik. Phytore-mediation as A Program for Decontamination of Heavy-metal Polluted Environment [J]. Acta Bi-ologica Szegediensis. 2005,Vol 49(1-2):75-76[4]. Rovinson B, Russell C, Hedley M, et al. Cadmium adsorption by rhizobacteria: Implications for New Zealand pastureand [J]. Agric Ecosyst Environ. 2001, Vol 87:315~321[5]. 丁佳红,刘登义,储玲,王广林.重金属污染土壤植物修复的研究进展和应用前景[J].生物学杂志.2004,V ol 21(4):6-10[6]. 张军英,刘钊.植物修复重金属污染土壤在我国的发展前景[J].甘肃冶金.2003,Vol25(4):27-30[7].CunninghamS D ,O w D W. Terrestrial Higher Plants Which Hyperaccumulate Metallic Ele-ments[J].Biorecovery,1989, V ol 1:81-97 .[8]. HeatonACP, Rugh CL et al .Phytoremediation of Mercury and Memury Polluted Soil Using Genetically Engineered Plants [J].J Soil Contam.1998, V ol 7(4):497一509[9].Salt D E,BlaylockM, KUMAR PB A N ,et al .Phytoremediation: A novel Strategy for the Removal of Toxic Metals from the Environment Using Plants[J ]. Bio/Technology.1995,13:468- 474.[10] Guerinot M L, 2000. The ZIP family of metal transporters. Biochim Biophys Acta, Vol 1465:190~198[11] Rauser W E, 1999. Structure and function of metal chelators produced by plants; the case for organic acids, amino acids, phytin and metallothioneins. Cell Biochem Biophys, 31:19~48 [12]Jian Feng Ma, Peter R.Ryan and Emmanuel Delhaize.Aluminium Tolerence in Plants and the Complexing Role of Organic Acids.TRENDS in Plant Science. 2001, Vol 6(6):273-278 [13]. 徐昕,陶思源,郝林.用转基因植物修复重金属污染的土壤. 植物学通报2004, 21 (5): 595~607[14]. 顾继光,林秋奇,胡韧,诸葛玉平,周启星.土壤一植物系统中重金属污染的治理途径及其研究展望.土壤通报.2005,V ol 36(1):128-133[15].曾学云,吴群河.重金属污染土壤植物修复基本机理及其发展方向.环境污染与防治.2004[16].周启星,吴燕玉,熊先哲.重金属Cd一Zn对水稻的复合污染和生态效应[J ]. 应用生态学报,1994,5(4): 438一441。