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【土壤】超富集植物对铅污染土壤的作用机理

植物 种植知识 土壤 作用


超富集植物对铅污染土壤的作用机理【摘要】：综述了植物修复技术的特点及类型、目前已发现的铅超富集植物及其筛选方法、植物富集铅能力的影响因素和铅超富集植物耐性和积累机制等方面的研究进展 ， 并指出了目前尚未解决的问题及未来发展趋势 。
【关键词】：铅；土壤污染；植物修复；研究进展
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1002-6908(2008)052****-01
铅在土壤中的溶解度小 ， 滞留时间长 ， 是一种不可降解的环境污染物 ， 在表土积累后 ， 不仅影响农作物的产量和质量 ， 并且通过食物链影响人类健康 。 铅对机体损伤呈多系统性、多器官性 ， 铅作为中枢神经系统毒物 ， 对儿童的身体和智能的危害更为严重 。 我国土壤铅污染量大而广 ， 是污染土壤治理不可忽视的问题 。
1. 超富集植物与植物修复技术
1.1 超富集植物
超富集植物是指那些能够超量富集重金属的植物 ， 也称超积累植物 。 超富集植物是一些古老的物种 ， 是在长期环境胁迫下诱导、驯化的一种适应突变体 ， 生长缓慢 ， 生物量小 。 一般认为超富集植物应同时具备3个特征：（1）植物地上部（茎和叶）重金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍 。 （2）植物地上部重金属含量大于根部该种重金属含量 ， 通常用转移系数来表征某种重金属元素或化合物从植物根部到植物地上部的转移能力 ， 对某种重金属或化合物转移系数越大的植物越有利于植物提取修复 。 （3）植物的生长没有出现明显的受害症状且地上部富集系数大于1 。 当然 ， 理想的超富集植物还应具有生长速率快、地上部生物量大、能同时富集两种或两种以上重多属的特点 。
1.2 植物修复技术
实现金属生物回收的实际可能性 ， 在重金属污染土壤上 ， 连续种植对土壤中某种或多种污染元素有超强吸收和吸附能力的超富集植物 ， 将植物收获并进行妥善处理即可将该污染重金属转移出土体 ， 达到污染治理与生态修复的目的 。 这就是植物修复技术 。 植物修复技术可分为植物提取、植物挥发、根际过滤和植物固定4种类型 。 一般将前3者统称为去除过程 ， 而将后者称为稳定过程 。 现在研究紧多的是植物提取技术 。 植物提取技术分为连续植物提取和诱导植物提取两种方法 ， 前者依赖超富集植物在其整个生命周期能够吸收、转运和忍耐高含量重金属 ， 后者是利用螯合剂来促进植物对重金属的吸收和运输 。 由于Pb是目前最常见的对人体和植物危害最大的元素之一 ， 近年来对于Pb污染土壤的修复引起了全世界的关注 。 植物修复技术方法由地其原位修复、成本低、不造成二次污染等多种优势而成为国际范围的研究热点 。
2. 铅超富集植物的筛选
已发现的超富集植物存在着生物量小、生长缓慢、修复效率低、耕时长等缺点 ， 不利于大面积栽培和广泛应用 。 目前利用基因工程培育理想的超富集植物进展十分缓慢 。 因此寻找生物量大、生长迅速、适应性广、修复效率高的超积累植物及其资源 ， 是保证植物修复技术产业化的前提条件 。
目前常用的超富集植物的筛选方法有野外采样分析法和盆栽模拟法 。 野外采样分析法方便快捷 ， 大多数超富集植物都是采用这种方法发现的；而室外盆栽模拟实验可以对植物整个生长期进行观察和记载 ， 与长期生长在金属矿区土壤环境的植物相比 ， 被驯化的时间短 ， 有利于根据植物对污染物的响应研究植物本身具有的特性 ， 从而找到其抵抗重金属毒害的遗传基因 。 铅具有较高的负电性 ， 被认为是弱Lewis酸 ， 易与土壤中的有机质和铁猛氧化物等形成共价键 ， 不易被植物吸收 ， 所以目前已见报道的铅超积累植物并不多 ， 而且主要都是在铅锌矿区发现的 。

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