植物修复重金属污染土壤.ppt

植物修复重金属污染土壤
超积累植物
植物修复定义
植物修复技术就是利用重金属富集能力较强的植物根系吸收一种或几种重金属,并将其转移、储存在植物地上部分,通过对植物地上部分的收获,之后统一集中进行回收重金属的处理,从而达到去除土壤重金属元素的目的。
重金属污染土壤的植物修复是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定土壤环境中的重金属污染物,或降低污染物中的重金属毒性,以期达到清除污染、修复或治理土壤为目的的一种技术。
植物修复的作用方式
植物净化主要是通过叶片吸收及根系的滤除作用来清洁污染空气和水体;
植物降解是利用植物根系分泌物和特有酶系的转化和降解作用去除土壤中的有机污染物;
根际圈生物降解是利用根际圈内菌根真菌、细菌等微生物的新陈代谢活动来转化和降解有机污染物;
植物提取、植物挥发、植物固定主要是利用植物的吸收积累、挥发及根系分泌物的螯合沉淀作用来去除和固定重金属
植物修复作用方式
修复方式
植物固定
植物固定是利用植物使土壤环境中的重金属流动性降低生物可利用性下降使重金属对生物的毒性降低
植物挥发
植物挥发是利用植物去除环境中的一些挥发性污染物即植物污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质逸出土体后再回收处理
植物吸收
植物吸收是目前研究最多并且最有发展前景的植物修复方式它是利用耐受并能积累重金属的植物吸收土壤环境中的金属离子将它们输送并贮存在植物体的地上部分
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解毒机理
超累积植物对重金属的解毒机理主要包括:

植物根部对重金属离子的吸收转运,重金属在植物体内的化、螯合和区室化,以及植物本身的细胞修复机制。

另一种说法:
1)回避机制:植物由于某些因素的影响不吸收重金属。以这种方式来抵御重金属毒害被认为是最佳的方式;
(2)排除机制:指耐重金属植物通过从其根际和枝条部位排出金属的方式来达到解除重金属毒性的目的;
(3)细胞壁作用机制:耐重金属植物的细胞壁要比非耐重金属植物的细胞壁具有更优先健合金属的能力。
解毒机理
(4)重金属进入细胞质机制:许多观察表明,重金属确实进入忍耐型植物的共质体。忍耐型植物根部能灵活地泵吸锌到液泡,而非耐性植物没有这种能力;
(5)重金属与各种有机酸络合机制:重金属与各种有机化合物包括有机酸络合后能降低自由离子的活度系数,减少其毒性;
(6)酶适应机制:许多植物能生产出不受重金属制约的酶。土壤溶液中金属的影响会导致植物根际细胞酶的形成;
(7)渗透调节机制:重金属能引起许多物质从植物体内渗漏。出现这种现象是由于膜渗透性增加的原故。
植物修复重金属污染土壤的机理
根系吸收重金属运输到地上部
超富集植物体内的有机物对重金属离子的螯合
超富集植物对重金属离子的储存
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植物修复重金属污染土壤的特点
优点
植物修复具有投资和维护成本低、操作简便的特点
不造成二次污染,且易于后处理
具有明显的经济效益及社会效益
植物修复可同时处理受污染的土壤和地下水
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超积累植物
定义:在地上部能够较普通作物累积10~500倍重金属的植物。
一般筛选超富集植物的标准是植物应具有以下几个特性:
一是即使在污染物浓度较低的情况下,也有较高的积累率;
二是能在体内富集较高浓度的污染物;
三是能同时吸收积累几种重金属;
四是生长快,生物量大;
五是具有抗虫、抗病能力。