重金属污染植物修复技术.ppt

土壤重金属污染植物修复技术 植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染的 理论为基础，利用植物及其共存微生物体系消除环境中的 污染物的一门环境污染治理技术。 与传统修复方法相比，该技术成本低、过程简单，且环境友好。植物修复一般针对污染环境的重金属。 1 植物修复技术分类 2 植物与重金属污染物作用机理 3 植物积累重金属污染物的环境因素作用机理 植物修复技术分类 植物的提取　 利用金属积累植物或超积累植物将土壤中的金属萃取出来，富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。 适合植物萃取的理想植物应具有忍耐和积累高含量污染物；生长速度快、周期短、生物量高、个体高大；植物对农业措施如施肥等产生积极的反应，利于反复种植，多次收割。 目前常用植物有：芸苔属植物（印度芥菜等）、油菜、工业用的大麻等。 植物修复技术分类 植物的提取 植物修复技术分类 根际过滤技术 利用超积累植物或耐重金属植物从污水中吸收、沉淀和富集有毒金属。 适用于根际过滤技术的植物必须有较大的根系生物量，最好是须根植物。 日前常用的植物有各种耐盐的野草如佛吉尼亚盐角草（salicorniavirginica）、牙买加克拉莎草（Cladium jamaicense）、盐地鼠尾粟（sporoblus virginicus）、杂交杨树、印度芥菜、向日葵及各种水生植物如宽叶香浦等。 植物修复技术分类 植物固化技术 利用耐重金属植物或超积累植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。 适用于固化污染土壤的理想植物应是一种能忍耐高含量污染物、根子发达的多年生绿叶植物。 植物修复技术分类 植物辅助生物修复技术 通过根圈范围内植物的活动刺激微生物的生物降解的植物修复过程。 一般情况下，植物本身不能吸收重金属，但植物的根子分泌物如氨基酸、糖、酶等物质能促进根子周围土壤的微生物的活性和生化反应，有利于重金属的释放和土壤中有机化合物的降解。 桑树、桑橙树和苹果树被人们用来刺激能降解多氯联苯(PCBS)和多环芳烃（PAH）的微生物生长，它们的根际产物包含黄酮类化合物和氧杂萘邻酮。 植物修复技术分类 植物转化技术 通过植物新陈代谢作用降解环境污染物的过程。 植物转化取决于污染物从土壤和水体中直接吸收和在植物器官中新陈代谢的积累。 植物转化目前主要的应用领域包括石化产品污染地和贮藏地、武器弹药废弃物、燃料溢出物、氯化溶剂、垃圾掩埋中的淋滤物、农用化合物（杀虫剂和化肥）等。 植物修复技术分类 植物挥发技术 利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态，并将之挥发出土壤和植物表面。 一些植物在植物体内能将Se、As和Hg等甲基化而形成可挥发性的分子释放到大气中去。 植物修复技术分类 印度芥菜在高浓度可溶性Pb营养液中培养一段时间后,茎中Pb含量达到1.5％； 印度芥菜还能吸收积累Cr、Cu、Zn、Cd 、Ni等重金属． 根据植物修复技术的类型，利用超积累植物治理重金属污染的机理分 为植物稳定或固化、植物挥发和植物吸收等三种类型： 植物稳定或固化（phytostabilization or phytoimmbolization） 植物吸收（phytoextraction） 植物挥发（phytovolalization） 植物与重金属污染物作用机理 植物稳定或固化 植物稳定是利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属，以降低生物有效性和防止其进入地下水和食物链，从而减少其对环境和人类健康的污染风险。 植物在植物稳定中有两种主要功能： (1) 保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移； (2) 通过在根部累积和沉淀或通过根表吸收金属来加强对污染物的固定。 此外，植物还可以通过改变根际环境（PH，PE）来改变污染物的化学形态。 在这个过程中根际微生物（细菌和真菌）也可能发挥重要作用。 例如 Cr6+具有较高的毒性，而通过转化形成的 Cr3+溶解性很低，基本没有毒性。 Cunningham 等研究了植物对环境中土壤 Pb 的固定，发现一些植物可降低 Pb 的生物可利用性，缓解 Pb 对环境中生物的毒害作用。 植物与重金属污染物作用机理 植物吸收 植物吸收是利用专性植物根系吸收一种或几种污染物特别是有毒金属，并将其转移、贮存到植物茎叶，然后收割颈叶，从而达到去除土壤重金属元素的目的。 通常也称为植物萃取。专性植物通常指超积累植物，可以从土壤中吸取和积累超寻常水平的有毒金属，例如十字花科遏蓝