(48)--土壤环工1104土壤重金属污染生物修复技术为何.ppt

《(48)--土壤环工1104土壤重金属污染生物修复技术为何.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(48)--土壤环工1104土壤重金属污染生物修复技术为何.ppt（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、土壤重金属污染生物修复技术土壤中的重(类)金属元素生物必需营养元素如Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、As、Se、Co、Cr、V等生物非必需元素如Cd、Hg、Pb、Tl、Sb等植物营养学角度重金属元素对生物作用的剂量-反应曲线图 马铃薯根块（土壤Cd 25mg/kg）的SEM图像及X射线能谱仪检测结果土壤重金属污染生物修复植物修复(Phytoremediation)微生物修复技术(Microbic remediation)动物修复技术(Animal remediation)植物修复技术植物挥发（phytovolatilization）植物钝化(phytostabilization)植物萃取(phy

2、toextraction)采用传统物理或化学方法净化污染土壤不仅工程量巨大，费用昂贵，难以大规模改良，还会导致土壤结构破坏、土壤生物活性下降和土壤肥力退化。土壤重金属污染生物修复(Bioremediation)是指利用微生物、真菌、绿色植物及其酶类等生物吸收-富集-萃取、转化固化土壤中的重金属元素，使土壤中重金属浓度降低、毒性减小或消失的过程，主要包括植物修复、微生物修复和动物修复3种类型。土壤重金属污染的植物修复(Phytoremediation)是指利用特定植物对重金属元素的忍耐性、富集性和去除性能，使土壤中重金属元素被去除或被固定的过程。人们利用某些耐盐植物萃取土壤中易溶性盐分、治理盐化

3、土壤已有上百年历史。但直到1983年美国科学家 Chaney等才提出了利用植物萃取技术修复被重金属污染土壤新途径，经过众多专家的调查研究与模拟实验研究，已形成较为成熟的重金属污染土壤之植物修复方式，即植物萃取、植物挥发、植物钝化、根际过滤等。植物萃取(phytoextraction)是指利用某些植物对土壤中重金属元素具有的强忍耐性和高富集性，并通过植物吸收土壤中重金属元素并将其传输至植物秸秆之中，通过收获植物秸秆以减少土壤中重金属含量。植物萃取修复基本机理示意图美国学者Roy Chowdhury等2018年研究指出在综合诊断土壤特性、土壤中重金属含量及其形态的基础上，针对性地选择超富集植物，植

4、物就可主动地从土壤中大量吸收重金属离子而不表现出任何重金属中毒的特征，植物可将土壤中重金属累积到其地上植物体中，其干生物量中可积累多达或超过0.1%重金属如铜、铅、镉、铬、镍或钴，或1%重金属如锌和锰，故这些植物灰分中重金属含量已达到可回收利用程度，也促使土壤重金属污染植物修复与植物金属矿业的形成，通常用于土壤重金属植物修复的10种植物。通过种植棉花萃取土壤中重金属离子：非食源性经济作物棉花是耐盐性较强的农作物之一，当土壤含盐量在0.2%以下有利于棉花出苗、生长、产量和品质的提升。微量的重金属离子对于植物的正常生长发育是有利或必需的，许多重金属离子是一些酶的辅助因子，但过量重金属离子会对植物造

5、成严重的毒害。Clemens等2001年研究指出植物主要通过螯合肽(PC)和金属硫蛋白(MT)螯合重金属离子，来降低胞质中重金属离子浓度，达到解毒的作用。陈志凡，李强，朱宇恩博士参与此部分研究：Cadmium(Cd)LocalizationinTissuesofCotton(GossypiumhirsutumL.),andItsPhytoremediationPotentialforCd-ContaminatedSoils.BULLETINOFENVIRONMENTALCONTAMINATIONANDTOXICOLOGY,2015,95(6):784-789.非食源性经济作物棉花修复重金属污染

6、土壤棉花对土壤重金属的忍耐性强：Clemens等2001年研究指出植物主要通过螯合肽(PC)和金属硫蛋白(MT)螯合重金属离子，来降低胞质中重金属离子的浓度，达到解毒的作用。Angelova等2004年在保加利亚普罗夫迪夫的一个金属冶炼厂外围，对距离金属冶炼厂500 m和15000 m等不同程度重金属污染土壤及其生长棉花进行了比较研究，结果表明在土壤表土层中重金属Cd、Cu、Pb、Zn含量分别高达13.2、95.7、200.3、536.1 mg/kg的情况下棉花仍然能够正常生长发育。土壤-棉花重金属及HCHs盆栽试验过程示意图(土壤中Cd、Cu、Zn、Ag和HCHs含量(mg/kg)梯度分别为

7、1-1：未添加(背景值);1-2:0.5、50、200、0.1、0.4；1-3:1.0、100、300、1.0、1.0；1-4:5.0、200、400、5.0、5.0；1-5:10.0、400、500、10.0、10.0；1-6:20.0、500、600、20.0、20.0)棉花萃取土壤中重金属镉的效果分析：在污灌区土壤-棉花实地调查采样、同步盆栽实验研究基础上，运用ICP-MS测定土壤及棉花各组织中重金属Cd含量，结果表明，棉花各组织中Cd含量的序列为果壳秸秆根系籽粒纤维，其中棉花根系中Cd含量要显著小于其地上组织果壳（P=0.030.05）和秸秆（P=0.020.05）含量，也小于地上部分

8、Cd含量的均值150.2g/kg（P=0.040.05）；回归分析亦表明棉花植株（P0.05）、纤维（P0.01）、籽粒（P0.01）、果壳（P0.05）中Cd含量与表土层中Cd含量具有显著的正相关.盆栽试验土壤中Cd含量与对于棉花组织BCF相关性图式棉花作为一种非食源性经济作物其综合利用途径多样：棉絮多为纺织业原料；棉杆除少部分作为农村燃料外，多被回收用于生产人造纤维、纤维胶合板。分析表明污灌区棉花纤维中Cd含量在0.0210.108g/kg之间。Angelova等2004年测定金属矿区土壤Cd含量高达13.20mg/kg的钙质土壤上，生长棉花纤维中Cd含量也仅为0.1540.030 mg/kg，可见陆地棉纤维中Cd含量均低于国家食品中镉限量标准大米和大豆的0.200 mg/kg(GB 2762-2005)，也低于欧盟规定大豆中Cd含量的最大限量0.200mg/kg(EC：No 1881/2006)，目前世界各国也未见有陆地棉中镉含量的相关标准或者最大限量。重金属污染土壤修复的主要非食源性植物图式非食源性经济作物桑-蚕业修复重金属污染土壤非食源性经济作物蓖麻修复重金属污染土壤什么是土壤重金属离子吸附固定修复法？试简述土壤重金属元素生物修复法的特点。思考与探索