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第一章植物修复国内外研究进展 土壤是地球的表层，是地球生物圈的一个组成部分，所以上壤是人类赖以生存和 农业生产的基础。在长期的生产过程中，在人类利用土壤和改造土壤的同时，也产生 了土壤环境问题。 土壤重金属污染是土壤环境问题之一，是人类大规模改造和利用自然产生的环境 污染问题。随着人口的增长、工业生产的扩大、城镇化的发展、在农业生产中大量不 合理施用化肥农药以及不经处理的工业和生活污水灌溉等，使得许多有害重金属进入 土壤系统，在全世界范围内，土壤重金属污染已成为一个严重的环境问题。从我国目 前现状来看，据统计[l]:受各种重金属污染的耕地面积约占总耕地面积的10%，每年 粮食减产约1000万t，直接经济损失200亿元以上。所以，对重金属污染土壤的治理 已是迫在眉睫。 重金属污染土壤的修复技术，起始于20世纪70年代。发达国家率先制定了一系 列的土壤修复计划，积极开展修复试验，经历了30多年的发展。至今，己形成了较 为成熟的土壤修复理论，污染土壤修复学已成为了一门新兴学科。 污染土壤修复技术包括:生物修复、物理修复、化学修复和彼此间的联合修复技 术，并积累了不同污染类型土壤修复的经验。通过不断的总结和研究，出现了污染土 壤原位生物修复技术。土壤生物修复技术具有其他治理方法没有的特点:l)通过生 物作用(植物根系和微生物分泌物)改变重金属在土壤中的形态，降低重金属的生物 可利用性和土壤移动性;2)通过生物吸收和代谢作用(植物的提取和微生物的吞噬 等)，清除土壤中的重金属或使土壤中重金属固定;3)整个修复过程都在污染地(即 原位)完成;4)具有良好的社会效益和环境效益，是一种绿色环境修复技术。 土壤生物修复技术包括:植物修复技术、微生物修复技术和生物联合修复技术等。 其中，利用植物修复技术对重金属污染土壤进行土壤生物修复技术在国内外得到了广 泛的研究。 植物修复技术 植物修复技术的定义 20世纪80年代，美国科学家提出了植物修复的概念[2]—利用一些植物对特定 重金属的富集特性，在污染土壤上种植，通过植物对重金属的吸收，从而清除土壤中 的重金属，达到进化土壤的目的。近年来，随着植物修复技术的深入研究和实践经验 累积，不少学者对这一概念重新定义[3]为—植物修复技术是以植物忍耐和超量积累 某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染 物的一门环境污染治理技术，它是一门新兴的应用技术。简而言之，植物修复是指利 用植物吸收、提取、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有 害污染物的技术的总称。 1.1.2植物修复技术的分类 植物修复技术依据污染物的不同，可简单分为俩大类:即重金属植物修复和有机 污染物植物修复。 2.1重金属植物修复 植物对重金属污染土壤的修复，依据其原理可分为以下三种方式:植物固定、植 物挥发和植物提取。 植物固定是指植物通过固定和钝化使重金属吸附于土壤表面，从而降低重金属在 土壤中的有效态，达到减轻重金属污染的效果，如植物枝叶分解物、根系分泌物对重 金属的固定作用，腐殖质对金属离子的鳌合过程等。 植物挥发是利用植物去除环境中的一些挥发性污染物，即植物将土壤中易挥发性 的金属元素，如汞、硒等吸收到体内后利用其蒸腾作用通过叶片蒸发，从而清除土壤 中的金属污染。 植物提取是利用植物对重金属超累积性或对重金属的耐性功能，从土壤环境中吸 取金属离子，将它们输送并贮存在植物体的地上部分，通过回收植物地上部，进而达 到清洁土壤中重金属污染的目的。 :22有机污染物植物修复 依据植物对有机污染物的清除方式，大致可分为两种方式:植物降解和根际降解。 植物降解是指污染物被植物吸收，参与植物体内的代谢和循环，并在此过程中进 行降解。研究表明[#]，利用某些植物可对土壤中残留的农药和除草剂进行有效清除。 根际降解是指在植物根系周围的微生物及其分泌物对污染物进行降解。 .3植物修复的运用范围 植物修复技术不仅被运用于重金属污染土壤的修复，也运用于石油、农药、持久 性有机污染物和放射性元素等环境污染问题的研究。现己发展为包括鳌合诱导植物修 复模式、多种植物间作修复模式和联合其他修复措施的组合修复模式等。 本论文以重金属污染土壤植物修复作为研究对象，在所述论文中提及的植物修复 即指重金属植物修复。 1.2重金属污染土壤植物修复技术的关键因素 在本文中重金属污染土壤植物修复技术是指植物提取技术，即利用植物对目标重 金属的富集特性或耐性来吸收土壤中的重金属，即一定时间后，通过收获植物来降低 重金属在土壤中的含量，从而达到清洁土壤的目的。推广植物修复技术的成败关键， 是要在一定的时间内降低重釜属含量，使土壤质量达到清洁的标准。故必须根据污染 土壤的特点，选择适宜的植物或者是提高土壤中重金属的植物可利用性，