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植物修复重金属污染土壤现状及应用
1、土壤重金属修复技术主要有哪几种类型,植物修复技术的优势主要表现在那些方面?目前我国在重金属植物修复的研究与应用情况如何?
土壤重金属污染修复技术有多种,包括物理修复、化学修复、生物修复以及多技术联合修复。植物修复技术作为生物修复技术的一种,除具有修复成本低、环境友好、无二次污染、对土壤结构不产生破坏等优点外,还能改善土壤生态、减少水土流失、增加碳固定等。我国重金属植物修复技术兴起于上世纪九十年代中后期,在修复植物的筛选、鉴定,植物吸收、富集金属的机制,修复植物栽培、管理,提高修复效率强化技术与风险,修复植物的无害化处置和资源利用等方面均开展了大量的研究,然而我国植物修复技术的应用还处于初级阶段,多为实验室研究结果或仅小面积的示范,离大面积应用还有不小差距。这与我国的课题资助模式、国家经济社会需求及发展阶段等相关。
2、目前比较成熟的重金属植物修复技术有哪些?能否结合您做过的重金属污染土壤修复的示范工程谈一下,重金属植物修复技术在实际应用中的问题与解决方案?
通常所说的植物修复技术是指植物吸取修复(Phytoextraction)技术,除此之外,土壤重金属的植物修复技术还包括植物阻隔(低吸收)、植物稳定、植物挥发和植物根际过滤等,但就技术应用来说还是植物吸取修复相对较为成熟。虽然重金属植物修复技术有众多优点,具有实际应用的潜力,但也存在一些尚需解决的问题。如,植物修复技术适合于重金属中低污染土壤的修复,对高污染土壤则因周期过长而难于应用;我国土壤重金属污染往往呈现多种元素的复合性污染、或重金属与有机污染物的复合污染,而一种修复植物往往只对部分污染物起作用;与物理工程措施相比,植物修复技术多数情况下耗时较长,这与急需用地矛盾,限制了实际推广;另一个重要问题是修复费用由谁承担。我国尚未有“土壤污染防治法”或类似的可依照执行的法律,因而存在实际实施的“无法可依”之困境,对于农田土壤污染修复这样的公益性工程问题尤其突出。
对于植物修复技术上所存在的问题有多种解决方法,如针对实际土壤中污染物选用多种植物进行联合修复以及物理化学-植物联合修复,选用或培育大生物量的重金属高积累植物、向土壤添加药剂活化重金属等提高修复效率,对于农田土壤可选用修复植物和农作物进行间套作-轮作等边生产边修复模式、利用植物根际阻隔作用和发展低积累作物降低土壤重金属向植物链传递风险的植物修复技术等。因国家政策法规及相应的资金来源等问题,农田土壤的修复目前处于技术研发与储备阶段,待条件成熟方可大面积应用的关键阶段。
我国在土壤机制研究方面的进展与成果
您曾说过我国在植物修复原理与技术方面与国外尚存在较大差距,植物修复的土壤机制研究较少,能否谈一下现在我国在土壤机制研究方面的进展与成果?
这话可能是较早时候说的,且是针对“土壤污染与修复技术”整体,尤其是场地污染与修复方面,我国与国外的差距而言。在植物修复原理和技术方面,应该说是我国起步较晚,但发展迅速,目前在某些方面并不落后于国外。
国际上关于土壤重金属污染与修复的研究,始于上世纪七十年代,最多的是关于植物吸取修复,包括超积累植物的筛选与鉴定,重金属在植物体内的分布与解毒机制、植物超积累重金属的生理与分子机制,提高植物重金属吸取修复效率的调控技术原理、效应及风险,以锌镉超积累植物天蓝遏蓝菜(原拉丁名Thlaspi caerulescens,现名Noccaea caerulescens)的相关研究为代表;大生物量的重金属高积累植物,则以印度芥菜为主,文献较多集中于诱导络合强化植物重金属吸取修复方面;在修复植物的无害化处置与资源化利用方面,较多的是关于镍(Ni),因其经济价值相对较高,镍的超积累植物种类多且大多生长较快、生物量较大。在挥发性类金属污染土壤植物修复方面,则以硒(Se)、汞(Hg)等的报道居多。
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