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| “土壤重金属污染修复工”超富集植物种类介绍 |
土壤為植物生長(zhǎng)提供機(jī)械支撐能力，并且為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。但是隨著現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活等活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到相當(dāng)數(shù)量，會(huì)引起土壤質(zhì)量惡化和生產(chǎn)力下降，危害環(huán)境和人體健康，這就是土壤污染。據(jù)《中國(guó)土壤污染、地下水污染調(diào)查史》http://view.news.qq.com/original/legacyintouch/dd623.html 介紹，我國(guó)土壤污染情況觸目驚心。
土壤重金屬污染，是由重金屬或其化合物造成的土壤污染。全國(guó)政協(xié)委員、中山大學(xué)食品與健康工程研究院院長(zhǎng)劉昕介紹：農(nóng)田土壤重金屬污染已成為威脅我國(guó)糧食安全生產(chǎn)的一個(gè)嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題，已經(jīng)到了不容忽視的程度。全國(guó)受重金屬污染的耕地約有一千萬(wàn)公頃，約占耕地總面積的10%以上，多數(shù)集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，全國(guó)每年受重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬(wàn)噸，因重金屬污染而導(dǎo)致糧食減產(chǎn)高達(dá)1000多萬(wàn)噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。污染農(nóng)田土壤的重金屬元素主要包括鎘、汞、鉛、砷、鉻和銅等，見http://gd.qq.com/a/20130522/004547.htm ；如今，治理土壤重金屬污染已到了刻不容緩的地步。
治理重金屬中方法中，生物修復(fù)是已知的唯一對(duì)環(huán)境友好的修復(fù)方法。在生物修復(fù)方法中，超富集植物修復(fù)因兼顧了重金屬修復(fù)與美化環(huán)境的雙重優(yōu)點(diǎn)，堪稱“土壤清潔工”。那么何為重金屬超富集植物，超富集植物如何發(fā)現(xiàn)，常見的超富集植物有哪些，超富集植物的修復(fù)效果如何，超富集植物富集重金屬后如何利用和處理？
【超富集植物定義】：
一種植物能被定義為超富集植物必須滿足以下的條件。第一，植物地上部分的重金屬含量至少要達(dá)到普通植物的100倍，且地上部重金屬含量高于根部；第二，在高濃度的重金屬環(huán)境中可正常生長(zhǎng)；第三，植物地上部重金屬的濃度要高于土壤環(huán)境中的濃度。有些植物雖然體內(nèi)濃度不能達(dá)到超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)，但是生物量比較大，也可以認(rèn)為具有超富集能力。
由于超富集植物可以忍受高濃度的重金屬，因此礦藏豐富的地區(qū)，其他植物無(wú)法生長(zhǎng)，它們卻生長(zhǎng)旺盛。因此，超富集植物最初被用來(lái)指示特定的礦床，在礦藏勘探中發(fā)揮了一定的作用。
【超富集植物種類】：
超富集植物有幾百種之多，最受關(guān)注的是富集那些對(duì)環(huán)境危害較大的重金屬（鎳、砷、鎘、鉛、鋅、銅、汞）的植物。
香雪球可以富集鎳，目前已發(fā)展為商業(yè)用修復(fù)/檢測(cè)金屬富集植物，它還是布置巖石園的優(yōu)良花卉，是花壇、花境的優(yōu)良鑲邊材料，盆栽觀賞也很好。
蜈蚣草是砷的超富集植物，蜈蚣草還對(duì)鉛、鎘等重金屬有很強(qiáng)的吸收能力。目前利用蜈蚣草修復(fù)重金屬?gòu)?fù)合污染土壤已在實(shí)踐中獲得了成功。央視CCTV2對(duì)中科院科學(xué)家在廣西環(huán)江-利用蜈蚣草對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)進(jìn)行過(guò)報(bào)道 見http://tv.cctv.com/2017/04/14/VIDEDymjQ2x1nil62pO6p8U7170414.shtml；
大葉井口邊草也具有較好的砷富集能力。
鎘可引起“骨痛病”，其超富集植物有油菜，寶山堇菜、天藍(lán)遏藍(lán)菜等。而油菜因其生物量較大，被認(rèn)為是土壤鎘污染修復(fù)的最佳植物。
鉛的超富集植物種類較多，比如土荊芥、魯白、圓錐南芥、羽葉鬼針草、茼麻等。
東南景天、蕁麻、長(zhǎng)柔毛委陵菜的具有較好的鋅富集能力。
對(duì)銅具有超富集能力的植物有鴨跖草、海洲香薷、李氏禾等。
苧麻具有汞超富集能力，并且高汞條件下，產(chǎn)量和品質(zhì)不會(huì)受到影響，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
……
在超富集植物生長(zhǎng)期，輔以一定的農(nóng)業(yè)措施可提高富集能力，例如施肥、適時(shí)刈割。
一些超富集植物
超富集植物的修復(fù)效果如何呢，又該如何改進(jìn)呢？
單純利用超富集植物進(jìn)行重金屬污染場(chǎng)地的修復(fù)效果不顯著，修復(fù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響了其推廣應(yīng)用。因此人工干預(yù)以提升修復(fù)效果極為重要。
例如對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行化學(xué)活化，提高重金屬的植物有效性；
超富集植物與農(nóng)作物間種，提高前者的吸收量，同時(shí)滿足后者產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品不受重金屬危害；
不同重金屬超富集植物的間作輪作，相互促進(jìn)富集效果；
將超富集植物的決定性基因通過(guò)基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)入生物量較大的植物中，以提高重金屬去除能力。
超富集植物在富集了重金屬之后又該如何處理呢？
超富集植物的利用首先要考慮對(duì)資源化利用，不能利用則安全處置。重金屬的資源化利用可以將重金屬提純?yōu)橛杏玫墓I(yè)原料，有些超富集植物還可以入藥、或做微量元素肥料、防腐原料等。無(wú)法利用的植物可以焚燒、壓縮填埋、堆肥等。焚燒可以大幅度降低植物的體積，同時(shí)可以得到熱能，但揮發(fā)性重金屬如汞、鎘、鉛等必須封閉收集否則會(huì)形成二次污染，這是目前需要特別注意一個(gè)重要問(wèn)題。
最后討論幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題：
第一個(gè)問(wèn)題是植物修復(fù)生物量的處理問(wèn)題。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是三條途徑，一是提取重金屬。顯然，這一途徑難度很大，經(jīng)濟(jì)上也不合算，但不等于不能做，將來(lái)也做不成，但需要很長(zhǎng)時(shí)間；二是資源化利用。拿龍葵來(lái)說(shuō)，龍葵全草均可入藥，主治感冒、牙痛、慢性支氣管炎、痢疾、乳腺炎和癌癥等疾病。種子可治急性扁桃體炎、疔瘡等。歷史上曾大規(guī)模栽培。龍葵果富含豐富的花青素類紅色素、紫紅色素，龍葵果作為水果食用酸甜可口,也可以作成果汁或果酒。但毫無(wú)疑問(wèn)，這一途徑有一定的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)椴牧现械闹亟饘俸亢芨撸蝗菧p量后儲(chǔ)存。目前，相關(guān)的一些燃燒設(shè)備已研制成功。但也可以考慮放到條件好的重金屬尾礦庫(kù)中，待將來(lái)?xiàng)l件適宜，與尾礦一起開發(fā)。這一思路也是可行的。
第二個(gè)問(wèn)題是修復(fù)后是否會(huì)造成雜草的大量繁殖而影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)？這點(diǎn)不用擔(dān)心，就本研究而言，龍葵花期會(huì)連根收獲，沒(méi)有種子及根繁殖的途徑，當(dāng)然就不會(huì)造成雜草的大量繁殖；此外，從整體考慮，如果超富集植物屬于惡性雜草之類的話，也不能用于邊修復(fù)邊生產(chǎn)。
第三個(gè)問(wèn)題是超富集植物和低積累作物的間套作是否影響低積累作物積累重金屬？實(shí)踐表明，施用強(qiáng)化劑或低積累作物與超富集植物接觸過(guò)于緊密，會(huì)導(dǎo)致低積累作物含量略有升高。因此，一定要規(guī)范低積累作物的適用范圍，一般應(yīng)用于中低污染水平土壤較為合適，且有絕對(duì)的安全性。考慮到污染土壤中重金屬分布的不均一性，在種植低積累作物的同時(shí)，可以考慮施用一定量的鈍化劑。
第四個(gè)問(wèn)題是什么樣的污染土壤適合用超富集植物修復(fù)？礦區(qū)超富集植物修復(fù)是否可行？對(duì)于第一問(wèn)，反向思考，考慮到土壤中重金屬的垂直分布，要是植物根接觸不到的土層，很難利用；而對(duì)礦區(qū)的修復(fù)，首先看修復(fù)植物是否能生長(zhǎng)，生物量是否夠大，另外污染程度中低水平的效果較好，污染越重，富集系數(shù)越低。
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