植物修復技術治理土壤重金屬污染
土壤(rang)是人(ren)(ren)類賴(lai)以生存發展的(de)生產資料，也(ye)是人(ren)(ren)類社(she)會最基本、最重(zhong)要的(de)自然資源之一。隨著我國(guo)工業化的(de)不斷(duan)深入，多種含重(zhong)金屬(shu)的(de)污染物(wu)通過(guo)(guo)各種途徑進入土壤(rang)，造成土壤(rang)中相應的(de)重(zhong)金屬(shu)富集，從而(er)導致土壤(rang)肥力(li)降低，農作(zuo)物(wu)產量和品質下降，并(bing)通過(guo)(guo)食物(wu)鏈(lian)危及人(ren)(ren)類健(jian)康和生命。
近日，中國科(ke)學(xue)院寒區旱(han)區環境與工程研(yan)究所(suo)科(ke)研(yan)人員發現，運用植物(wu)修復(fu)技術治理土壤重(zhong)金屬污染，具(ju)有經(jing)濟、簡(jian)單(dan)和高(gao)效的優點，適(shi)于大規模推廣。
據我國農業部進行的(de)(de)(de)全國污(wu)灌區調(diao)查，在約140萬公頃的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)灌區中(zhong)gesep.com，遭受重(zhong)金屬污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)土(tu)地面(mian)積占污(wu)水(shui)灌區面(mian)積的(de)(de)(de)64.8%，其中(zhong)輕度(du)(du)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)占46.7%，中(zhong)度(du)(du)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)占9.7%，嚴(yan)重(zhong)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)占8.4%。重(zhong)金屬主要(yao)通過大氣沉(chen)降、污(wu)水(shui)、固體廢棄(qi)物、農用物資、農藥等進入(ru)土(tu)壤。土(tu)壤重(zhong)金屬污(wu)染(ran)(ran)具有污(wu)染(ran)(ran)物在土(tu)壤中(zhong)移動(dong)性差、滯留時間長(chang)、不能被微(wei)生物降環保(bao)解的(de)(de)(de)特點，因此治理和恢復的(de)(de)(de)難(nan)度(du)(du)大。
據寒旱(han)所科研人員介紹(shao)，植物修復技(ji)術是一種(zhong)以植物忍(ren)耐、分解(jie)或超量積累某(mou)些化(hua)學(xue)元素(su)的生理功能(neng)為基礎，利用植物及其共存(cun)微生物體系來(lai)吸收、降解(jie)、揮發和富集(ji)環境中污染物的治理技(ji)術。與傳統(tong)修復方法相比，該技(ji)術成本低、過程(cheng)簡單(dan)，且環境友(you)好。
根(gen)(gen)據(ju)其作用過程和機理(li)，植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)復技術(shu)可(ke)分為植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)穩定、植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)提取、植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)揮(hui)發(fa)(fa)和根(gen)(gen)系過濾四種類型。植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)穩定主要是(shi)(shi)(shi)利(li)用耐重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)或超累積植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)降低(di)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的活性，從(cong)而(er)減少重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)被(bei)淋洗(xi)到(dao)地下(xia)水或通過空氣擴散進(jin)一步污(wu)染環境的可(ke)能性;植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)提取是(shi)(shi)(shi)利(li)用重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)超累積植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)從(cong)土壤中吸(xi)取金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu)，隨后收(shou)(shou)割地上部并進(jin)行集(ji)中處理(li)，連續種植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)該植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)，達(da)到(dao)降低(di)或去(qu)除土壤重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)污(wu)染的目的;植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)揮(hui)發(fa)(fa)是(shi)(shi)(shi)利(li)用植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)根(gen)(gen)系吸(xi)收(shou)(shou)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，將其轉(zhuan)化為氣態物(wu)(wu)(wu)(wu)質揮(hui)發(fa)(fa)到(dao)大氣中，以降低(di)土壤污(wu)染;根(gen)(gen)系過濾主要是(shi)(shi)(shi)利(li)用植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)根(gen)(gen)系過濾沉淀水體中重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的過程，主要是(shi)(shi)(shi)利(li)用水浮蓮、浮萍、水葫蘆等水生(sheng)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)的吸(xi)附(fu)能力，減輕重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)對水體的污(wu)染程度。此外還有(you)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)復技術(shu)，微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)可(ke)降低(di)土壤中重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的毒性，吸(xi)附(fu)積累重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，改變(bian)根(gen)(gen)際微環境，從(cong)而(er)提高植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)對重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的吸(xi)收(shou)(shou)、揮(hui)發(fa)(fa)或固定效率(lv)。
研究人員表示，采用(yong)工程、物理(li)化學和(he)化學方法修復(fu)重金屬(shu)污染土(tu)壤(rang)，具(ju)(ju)有(you)(you)一定的(de)局限性，難以大規模處理(li)污染土(tu)壤(rang)，并且會導致土(tu)壤(rang)結構破壞、生(sheng)物活性下降和(he)土(tu)壤(rang)肥力退化。農業生(sheng)態(tai)(tai)措施(shi)又存在(zai)周期長、效(xiao)(xiao)果(guo)不(bu)顯著的(de)特點。而生(sheng)物修復(fu)是一項(xiang)新興的(de)高效(xiao)(xiao)修復(fu)技術(shu)，具(ju)(ju)有(you)(you)良好的(de)社會、生(sheng)態(tai)(tai)綜合(he)效(xiao)(xiao)益，并且易(yi)被大眾接受，具(ju)(ju)有(you)(you)廣(guang)闊的(de)應用(yong)前景。
研究人(ren)員建議，植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)技(ji)術(shu)研究應(ying)重(zhong)(zhong)點(dian)關注(zhu)以(yi)下幾方面(mian)：一(yi)是(shi)超(chao)累(lei)(lei)積植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)篩選(xuan)與培(pei)育。超(chao)累(lei)(lei)積植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)在重(zhong)(zhong)金屬脅迫(po)條件下的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)適(shi)應(ying)性(xing)突變體，往(wang)往(wang)生(sheng)長緩慢，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量低，氣(qi)候(hou)環境(jing)適(shi)應(ying)性(xing)差，具有很(hen)(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)富集專一(yi)性(xing)。因此，篩選(xuan)、培(pei)育吸收能(neng)力強(qiang)，同時(shi)能(neng)吸收多種(zhong)重(zhong)(zhong)金屬元素，且生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量大的(de)(de)(de)(de)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)項重(zhong)(zhong)要任(ren)務。二是(shi)分(fen)子生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)學(xue)和(he)基(ji)因工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用。隨著(zhu)分(fen)子生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)迅猛發展，將(jiang)篩選(xuan)、培(pei)育出的(de)(de)(de)(de)超(chao)累(lei)(lei)積植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)因，導入生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量大、生(sheng)長速(su)度快、適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)中已成為現實(shi)。因此，利用分(fen)子生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)技(ji)術(shu)提(ti)高植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)(de)實(shi)用性(xing)方面(mian)將(jiang)取得突破性(xing)進(jin)展。三是(shi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)綜(zong)合(he)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)研究。重(zhong)(zhong)金屬污(wu)染土(tu)(tu)壤的(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)是(shi)一(yi)個(ge)系統工(gong)程(cheng)，單(dan)一(yi)的(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)技(ji)術(shu)很(hen)(hen)難達到預(yu)期效果，必須以(yi)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)為主(zhu)，輔以(yi)化(hua)學(xue)、微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)及(ji)農業生(sheng)態(tai)措施，從而提(ti)高植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)(de)綜(zong)合(he)效率。因此，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)(xiu)復(fu)綜(zong)合(he)技(ji)術(shu)將(jiang)是(shi)今后(hou)重(zhong)(zhong)金屬污(wu)染土(tu)(tu)壤修(xiu)(xiu)復(fu)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要研究方向。
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