【文科論壇】重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:植物修復(fù)技術(shù)是于20世紀(jì)80年代初期在環(huán)境污染治理的實踐中逐漸發(fā)展起來的，它是作為一種新興的綠色生物技術(shù)，同時也是土壤污染治理的環(huán)境友好型技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是指利用重金屬富集植物來清除土壤重金屬污染，其設(shè)想由美國科學(xué)家Chaney于1983年首次提出。它通過利用能夠富集重金屬的超富集植物、用基因工程培育新的富集植物品種，以及植物根際微生物群落，來移去、揮發(fā)或穩(wěn)定土壤中存在的重金屬污染物，也可以通過降低重金屬的毒性來清除污染，以達(dá)到修復(fù)或治理土壤污染的目的。

自從富集植物的概念被提出以來，歐美等發(fā)達(dá)國家對富集植物的富集能力進(jìn)行了較為深入的研究，而國內(nèi)發(fā)展則相對滯后。截止到目前為止，國內(nèi)外共發(fā)現(xiàn)超富集植物約450余種，其中鎳Ni超富集植物最多，約320種；銅Cu超富集植物34種、鈷Co超富集植物34種、鋅Zn超富集植物18種、硒Se超富集植物20種、鉛Pb超富集植物14種、錳Mn超富集植物9種、砷As超富集植物5種。

雖然富集植物的種類和數(shù)量不少，但目前對富集植物在園林中的應(yīng)用還缺乏系統(tǒng)性的總結(jié)。園林景觀行業(yè)以改善人居環(huán)境為己任，有必要對時下國內(nèi)所面臨的各種生態(tài)環(huán)境問題承擔(dān)相應(yīng)職責(zé)，而植物是園林中不可缺失的重要組成要素，因此迫切需要對植物修復(fù)土壤重金屬污染機理作深入細(xì)致的研究，系統(tǒng)地總結(jié)出適合園林應(yīng)用的富集植物，以期更好地利用植物修復(fù)技術(shù)來創(chuàng)造更加美好的人居環(huán)境。

植物修復(fù)土壤重金屬污染的機制研究

回避機制

一些植物可通過某種外部機制保護(hù)自己，使其不吸收環(huán)境中高含量的重金屬從而免受毒害，稱為避性。植物主要通過兩種機制來保護(hù)自己，一種是限制重金屬離子的跨膜吸收，細(xì)胞質(zhì)膜是選擇透過性膜、控制離子進(jìn)入原生質(zhì)體的真正關(guān)卡；一種是與體外分泌物結(jié)合，降低重金屬的毒性。

排除機制

所謂金屬排斥性即重金屬被植物吸收后又被排出體外，或重金屬在植物體內(nèi)的運輸受到阻礙。在高等植物中，通過對不同抗性的基因型進(jìn)行的重金屬離子吸收與代謝能量關(guān)系的研究已證實原生質(zhì)膜溢泌有主動排除金屬離子的作用。這己在微生物和動物的試驗中得到證實，植物體內(nèi)的重金屬離子也能被排出體外。還有些植物對重金屬的排除可以通過根際化學(xué)性狀的改變實現(xiàn)，如根際分泌螯合劑、形成跨根際氧化還原梯度、形成跨膜根際pH梯度等。

細(xì)胞壁作用機制

植物細(xì)胞壁是抵御重金屬離子進(jìn)入的第一道屏障，它的金屬沉淀作用可能是一些植物耐重金屬的原因，這種作用能阻止重金屬離子進(jìn)入細(xì)胞原生質(zhì)，而使其免受傷害。楊居榮等研究了Cd和Pb在黃瓜和菠菜細(xì)胞各組分中的分布，發(fā)現(xiàn)77%-89%的Pb沉積于細(xì)胞壁上，而45%-69%的Cd存在于細(xì)胞質(zhì)中。因此根部細(xì)胞壁可視為金屬離子的重要貯存場所。