随着全球人口的快速膨胀,工农业的快速发展,工业废水、废气等的大量排放,使得土壤中的重金属污染越来越严重。

如何有效的将土壤中重金属元素彻底的清除是研究的难点。目前土壤重金属污染修复主要采用物理、化学和生物修复技术。植物修复是生物修复技术之一,创赋会今天的主题围绕植物修复技术进行了概括与分享。

植物修复

技术要点

植物修复技术是指利用植物修复和消除由有机毒物和无机废弃物造成的土壤环境污染,是一种利用自然生长植物或遗传工程培育植物修复重金属土壤环境的技术总称,它是通过植物系统及根际微生物群落来移去、挥发或稳定土壤环境污染物。

植物修复技术不仅包括对污染物的吸收和去除,也包括对污染物的原位固定和转化。其修复技术主要包括植物固定、植物挥发和植物提取技术。

利用植物修复技术的关键是筛选或培育出生命力顽强,适应性较广,能够忍耐外在重金属胁迫环境,并在体内大量富集重金属的植物物种。

植物修复

技术目标

采用植物修复技术治理重金属污染土壤主要有三大目标:

一是迅速恢复植被与景观,有效地降低水土流失,控制重金属污染扩散对周边环境的影响;

二是去除土壤重金属,降低土壤重金属元素含量到生态安全的水平;

三是在实现上述目标的前提下,进一步提高土地的利用价值。

植物修复

优点

植物修复技术不仅修复价格低廉、易操作、应用范围广、无二次污染,并且有利于土壤有机质和土壤肥力增加,可从修复植物硅体中回收贵重金属,取得直接经济效益,也可清除土壤周围大气、水体中的污染物,更易被社会接受。

此外还含有对周围环境具有美化作用、可以对一些重金属含量较高的植物通过植物冶炼技术还可以回收利用等优点。

采用植物修复技术治理重金属污染土壤虽然具有周期长的特点,但在实现重金属污染土壤治理的多元目标中,植物修复在恢复植被景观、保护表土、控制水土流失、丰富生物多样性、提高土地利用价值等诸多方面具有不可代替的功能特点。

植物修复

技术途径

重金属的植物修复通常有2种途径:一是通过植物作用改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定,降低其在土壤中的移动性和生物可利用性;二是通过植物吸收、挥发,达到对重金属的削减、净化和去除的目的。

按照植物修复的作用过程和机理的不同,植物修复技术可分为4类:植物提取、植物挥发、植物固定和根际过滤。

植物提取

植物提取又名植物萃取,是指利用对重金属富集能力较强的超富集植物吸收土壤中的重金属污染物,然后将其转移、贮存到植物茎、叶等地上部位,通过收割地上部分并进行集中处理,从而达到去除或降低土壤中重金属污染物的目的。

植物挥发

植物挥发是指植物利用其本身的功能将土壤中的重金属吸收到体内,并将其变为可挥发的形态而释放到大气中,从而达到去除土壤中重金属的一种方法。

目前这方面的研究最多的主要集中在比较低的气化点的重金属元素汞和非金属硒、砷,常用的植物有印度芥菜以及湿地上的一些植物。

植物固定

植物固定是利用特殊植物的吸收、螯合、络合、沉淀、分解、氧化还原等多种过程,将土壤中的大量有毒重金属进行钝化或固定,以降低其生物有效性及迁移性,防治其进入食物链和地下水,将其转化为相对环境友好的形态,从而减少其污染物对生物和环境的危害。

其主要作用机理是通过改变根际环境的pH和Eh值,使金属在根部积累、沉淀或吸收来加强土壤中重金属的固化。

该技术适用于表面积大、土壤质地黏重等相对污染严重的情况,有机质含量越高对植物固定就越有利。常用的植物有印度芥菜、油菜、杨树、苎麻等。

根际过滤

根际过滤即通过耐性植物根系特性,改变根际环境使重金属的形态发生改变,然后通过植物根系的吸收、积累和沉淀保持在根部,减少其在土壤中的移动性,根系表面积越大效果越好。

根际过滤适用于修复水体中的重金属污染,如一些水浮莲、浮萍等都具有较强的吸附能力;目前对土壤中重金属的修复比较理想的为向日葵、印度芥菜、弗吉尼亚盐角草、弗吉尼亚盐角草等。

植物修复技术是一项处于发展中的具有广泛应用前景的技术,虽然目前具有耗费低、对土壤扰动小等特点,但已被证明对于未来的发展具有极大的市场前景。

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