污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)介紹ppt課件

植物對土壤退化污染的修復(fù)作用 污染土壤的植物修復(fù) 我國土壤污染的現(xiàn)狀 造成土壤污染的原因很多 如工業(yè)污泥 垃圾農(nóng)用 污水灌溉 大氣中污染物沉降 大量使用含重金屬的礦質(zhì)化肥和農(nóng)藥等等 污染的嚴(yán)重危害 灌溉水源中的鎘 汞 銅 鋅等重金屬一旦進(jìn)入土壤 就會被農(nóng)作物吸收 從而殘留在農(nóng)產(chǎn)品中 受污染的水源和農(nóng)作物還會危及畜禽健康 使畜禽產(chǎn)品受到污染 生物濃縮放大 化學(xué)定時(shí)炸彈 污染物會被生物濃縮放大 污染物暫時(shí)沒顯示危害 是化學(xué)定時(shí)炸彈還沒有爆炸 治理迫在眉睫 植物修復(fù) Phytoremediation 是指利用綠色植物移除環(huán)境中的污染物或使這些污染物變?yōu)闊o害 近年來 一系列的研究發(fā)現(xiàn)以及各學(xué)科的交叉研究使得植物修復(fù)這一研究領(lǐng)域發(fā)展成為一種潛在的 低費(fèi)用和無污染的治理環(huán)境污染的新途徑植物修復(fù)能夠治理包括土壤 水體 大氣中的有機(jī)和無機(jī)污染物 主要分為 植物提取 植物穩(wěn)定 植物揮發(fā) 植物降解 根際濾除 植物修復(fù)的概念發(fā)展 土壤重金屬超富集植物的研究可以追溯到19世紀(jì) Baumann早在1885年就報(bào)道了遏藍(lán)菜屬 Thlaspicalaminare 植物莖葉灰分中的ZnO含量達(dá)17 Minguzzi和Vergnano在1948年報(bào)道 一種庭薺屬植物 Alyssumberbolonii 干物質(zhì)中含Ni量達(dá)1 而灰分中達(dá)10 早期的探礦者曾利用尋找指示植物的方法比地質(zhì)學(xué)家更早發(fā)現(xiàn)特定的礦床所在 而植物指示法在美國和俄羅斯發(fā)現(xiàn)鈾礦中曾起著重要作用 植物修復(fù)的對象 植物修復(fù)主要針對土壤或水體中的無機(jī)和有機(jī)污染物 這些污染物包括重金屬 Cd Cr Pb Co Cu Ni Zn As 有機(jī)污染物放射性元素 Sr Ur Cs 硝酸鹽 銨鹽 磷酸鹽 植物修復(fù)地位 分類 植物對根際圈污染物吸收 排泄與積累的關(guān)系 植物萃取 phytoextraction 利用能耐受并能積累污染物的植物吸收土壤環(huán)境中的污染物 將它們輸送并貯存在植物體的地上部分 是目前研究最多并且最有發(fā)展前景的植物修復(fù)技術(shù) 植物修復(fù)術(shù) 萃取累金屬 提到植物修復(fù)技術(shù) 指的主要是植物萃取技術(shù) 植物萃取技術(shù) 其本質(zhì)是通過植物的光合作用 將分散在土壤中的污染物泵吸出來 轉(zhuǎn)移到植物地上莖葉部位 最后通過收獲植物地上器官并處理這些器官達(dá)到環(huán)境治理 變廢為寶的目的 植物提取的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 吸收重金屬以后的植物 A 采集后壓制植物的一般照片 有黃斑 B X 射線放射自顯影照片 能看出金屬元素所在的部位 C 計(jì)算機(jī)重構(gòu)的放射自顯影圖 能看出金屬元素所在的部位 變廢為寶 如美國Viridian環(huán)境公司用植物修復(fù)技術(shù)凈化鎳污染土壤 每年可以從金屬鎳的回收中獲取2500美元 公頃的收益 植物穩(wěn)定 phytostabilization 植物穩(wěn)定 利用耐污染物植物降低土壤中有毒污染物的移動性 從而減少污染物被淋濾到地下水或通過空氣擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性 如Cunningham等等研究了植物對環(huán)境中土壤Pb的固定 發(fā)現(xiàn)一些植物可降低Pb的生物可利用性 緩解Pb對環(huán)境中生物的毒害作用 植物揮發(fā) phytovolatilization 利用植物去除環(huán)境中的一些揮發(fā)性污染物 即植物將污染物吸收 積累到體內(nèi)后又將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì) 釋放到大氣中 有人研究了利用植物揮發(fā)去除土壤環(huán)境中的Hg 即將細(xì)菌體內(nèi)的汞還原酶基因轉(zhuǎn)入模式植物擬南芥 Arabidopsis 中 這一基因在該植物體內(nèi)表達(dá)后 將植物從土壤環(huán)境中吸收的汞 Hg2 還原為Hg0 使其成為氣體而揮發(fā) 另有研究表明利用植物也可將環(huán)境中的Se轉(zhuǎn)化為氣態(tài)形式 二甲基硒和二甲基二硒 植物降解 Phytodegradation 利用植物或植物和微生物共同作用降解土壤有機(jī)污染物 根際濾除 Rhizofiltration 利用植物根系吸收 吸附污染水體中的重金屬 Thlaspicaerulescens 蜈蚣草 印度芥菜 龍葵 成套技術(shù)用 具有可行性 植物修復(fù)實(shí)例 植物修復(fù)的優(yōu)勢與特點(diǎn) 利用植物提取 揮發(fā) 降解作用可以永久性地解決土壤污染問題修復(fù)植物的穩(wěn)定作用可以綠化污染土壤 使地表穩(wěn)定 防止污染土壤因風(fēng)蝕或水土流失而帶來的污染擴(kuò)散問題修復(fù)植物的蒸騰作用可以防止污染物質(zhì)對地下水的二次污染可以盡可能少的減少由于土壤清潔造成的土壤破壞 對環(huán)境擾動少 減少來自公眾的關(guān)注和擔(dān)心經(jīng)植物修復(fù)的土壤 其有機(jī)質(zhì)含量和土壤肥力都會增加 一般適于農(nóng)作物種植 符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 重金屬超積累植物所積累的重金屬在技術(shù)成熟時(shí)可進(jìn)行回收 從而也能創(chuàng)造一些經(jīng)濟(jì)效益植物修復(fù)的過程也是綠化環(huán)境的過程 易于被社會所接受植物修復(fù)成本低 可以在大面積污染土壤上使用從技術(shù)應(yīng)用過程來看 植物修復(fù)是可靠的 環(huán)境相對安全的技術(shù)植物修復(fù)過程依靠修復(fù)植物的新陳代謝活動來治理污染土壤 技術(shù)操作比較簡單 容易在大范圍實(shí)施 植物修復(fù)的局限性 修復(fù)植物對污染物質(zhì)的耐性是有限的 超過其忍耐限度的污染土壤并不適合植物修復(fù)污染土壤往往是有機(jī) 無機(jī)污染物共同作用的復(fù)合污染 一種或幾種修復(fù)植物往往難以滿足修復(fù)要求雖然有的植物根系最深處可達(dá)地面以下幾米 但是大多數(shù)植物根系的大部分集中在土壤表層 對于超過修復(fù)植物根系作用范圍的污染土壤或不利于修復(fù)植物生長的土層 修復(fù)難以奏效 植