應用于重金屬污染土壤植物修復中的植物種類

環(huán)保網(wǎng)訊:植物修復(phytoremediation)是重金屬污染環(huán)境治理的重要手段之一。狹義上的植物修復是指利用植物的功能去除大氣、水體和土壤中的污染物，其主要其途徑包括植物萃取(Phytoextraction)[1]、根際過濾(Rootfiltration)[2]、植物揮發(fā)(Phytovolatilization)[3]和植物固定(Phytostabilization)[4]。廣義上，植物修復還具有重建植被、修復景觀、改良土壤性質(zhì)、改善土壤生態(tài)環(huán)境等功能。植物修復技術屬于原位修復技術，其成本低、二次污染易于控制，植被形成后具有保護表土、減少侵蝕和水土流失的功效，可大面積應用于礦山的復墾、重金屬污染場地的植被與景觀修復[5-7]。

在植物修復領域，超富集植物的篩選至今仍然是學術界的熱點。國內(nèi)外文獻報道的超積累植物具有抗性強、耐受重金屬濃度高和轉(zhuǎn)移系數(shù)大的特點，然而不足的是，大多數(shù)超積累植物適生范圍窄，根系淺，生物量小，因而富集重金屬元素的總量小，以至修復污染土壤所需要的時間漫長，另外，部分超積累植物具有元素專一性的特點，因此在多重金屬元素共存的復合污染中，超積累植物的應用受到一定的限制。

實踐中，采用植物修復技術治理重金屬污染土壤主要有三大目標：

一是迅速恢復植被與景觀，有效地降低水土流失，控制重金屬污染擴散對周邊環(huán)境的影響;

二是去除土壤重金屬，降低土壤重金屬元素含量到生態(tài)安全的水平;

三是在實現(xiàn)上述目標的前提下，進一步提高土地的利用價值。在重金屬尾礦庫以及垃圾填埋場等廢棄地治理中，通常按規(guī)定采用覆土、克土以及土壤改良等措施，這些措施的應用改善了植物生長介質(zhì)的理化性質(zhì)，降低了植物根際重金屬毒性，從而擴大了植物種類選擇的范圍。本研究的目的是總結(jié)近年來科學家在超積累植物、先鋒植物和生態(tài)-經(jīng)濟型植物種類篩選應用方面的研究與實踐工作，為發(fā)展植物修復技術提供基礎信息。

1積累與超積累植物

積累與超積累植物是指吸收積累重金屬能力強的植物。國內(nèi)外對積累與超積累植物的界定依據(jù)是植物的富集濃度與轉(zhuǎn)移系數(shù)，轉(zhuǎn)移系數(shù)一般用植物地上部和根部重金屬濃度的比值來表示。超積累植物(hyper-accumulator)的標準目前一般采用Baker和Brooks[8]1983年提出的參考值，即把植物葉片或地上部干重含Mn、Zn達到10000μg/g，Cd達到100μg/g，Pb、Cu、Cr、Co、Ni等達到1000μg/g及以上，且轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的植物稱為相應元素的超積累植物。按照這一標準，世界上至今為止共發(fā)現(xiàn)的超積累植物約有500余種[9]。表1列出了國內(nèi)外文獻中報道的部分超積累植物和試驗中證明具有較強抗重金屬污染的植物。

(1)鉛的超積累植物

表1中列出的Pb超積累植物地上部Pb的含量均大于1000mg/kg[9]，其中富集能力極強的植物有羊茅[10]和普通蕎麥[11]，其Pb的富集濃度達到和超過10000mg/kg，轉(zhuǎn)運系數(shù)也大于1。白蓮蒿[12]和小鱗苔草[13]Pb的富集濃度低于羊茅和普通蕎麥，但其轉(zhuǎn)運系數(shù)分別為10.38和9，是文獻報道中Pb元素轉(zhuǎn)運系數(shù)最高的植物。馬藺[14]的轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1，但其Pb的富集濃度約高于腎蕨，因此作為積累植物列在表1中。

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