5-污染环境的植物修复原理.ppt

北京化工三厂土壤修复项目 国内首例土壤修复项目 北京化工三厂作为化工生产基地近五十年，土壤中含有四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金属铅、镉等大量有害化学物质。2005年根据北京市规划委员会文件[2005规意选字0356号]，该场地被规划为宋家庄经济适用房项目建设用地。 建设方：北京建工环境修复有限责任公司 项目时间：2007年 地点：北京市丰台区宋家庄 土壤类型：化工污染土壤 主要污染物：四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕、重金属铅、镉等有害化学物质 主要修复技术：水泥窑焚烧固化处理技术、阻隔填埋处理技术 处理规模：6.5万m3 处理目标：居住用地标准 修复后的北京化工三厂土壤各项指标经北京市环保局检测，均符合居民土壤健康风险评价建议值标准，该工程为国内首例污染土壤修复项目。 植物提取（phytoextration）：利用专性植物根系吸收一种或几种有毒金属，并将其转移、储存到植物茎叶等地上部分，然后收割茎叶，异地处理。 不同重金属的试验与示范： （1）富集系数是植物提取可否应用的关键 （2）植物修复的效益取决于植物地上部分重金属含量（位移系数）及其生物量 （3）不同重金属植物提取的试验与示范 实例与试验：镍、镉、汞、放射性核素、铅等 第五节 重金属的植物修复 1.植物提取 P123 重金属超富集植物 （1）定义 （2）超富集植物的特性 a.能忍受根系和地上部分细胞中高浓度的重金属 b.能以较高的比例将金属从根系转移到地上部分 c.能快速吸收土壤溶液中的重金属，并对重金属的需求量大 （3）典型的超富集植物：多属十字花科，蜈蚣草和东南景天 （4）修复用的超富集植物特性与选择原则： a.在低污染浓度下仍有较高的富集量； b.能在体内富集高浓度的污染物； c.能同时富集几种金属； d.生长快，生物量大； e.具有抗病虫害能力 加强植物提取的方法 （1）施用螯合剂：改善金属状态，提高植物吸收速率；诱导或强化植物对金属的超富集作用 （2）接种特殊微生物：利用微生物的生化作用增加超富集植物对重金属的吸收或者改变金属状态，便于植物吸收 （3）改善施肥技术：良好的施肥技术可使超富集植物生长旺盛、生物量大大增加，从而提高植物修复的效率 2.植物挥发 P125 概念：利用植物去除环境中的一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收后又将其转化为气态物质，释放到大气中。 目前研究较多的是金属汞和非金属元素硒。 例如：在植物酶作用下 Hg2+ 甲基汞 Hg单质 挥发 局限性；仅适用与挥发性污染物，应用范围小，污染物转移到大气中可能造成风险，使用严格受限。 3.植物固定（phytostabilization）或植物稳定 概念：利用植物使环境中的金属活性降低，生物可利用性下降，使重金属对生物的毒性降低，同时减少水土流失和污染物扩散（特别是进入食物链的量）。 局限性；并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时将其固定，使其不对生物产生毒害，但存在环境改变后污染物再次产生毒害的可能。 改进：添加一些改土剂（如石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰、钙镁磷肥等碱性物质）；添加特殊微生物。 4.有益的农业措施 选择合适形态的化肥：不同形态对土壤重金属的溶解度，特别是在根际圈土壤中的溶解度产生明显影响 选种抗污染农作物品种；选择吸收污染物少或食用部分积累少的作物，避免大量进入食物链 改种非食用植物或改为非农用地 优点：投资少，通常不需要中断农业生产，副作用小。 缺点：治理效果可能较差，周期长，适用于中、轻度污染，应与生物措施、改土剂措施配合使用。 修复植物的实例 蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷的超富集植物，对重金属具有超常规吸收与富集能力。将蜈蚣草植于污染土壤，吸收重金属加以回收，可达到“清污与回收”双重目的。中科院地理科学与资源所研究表明，蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。在自然条件下，蜈蚣草可生长在砷含量40～50mg/Kg土壤中，甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长；在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg，室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。美国佛罗里达的研究表明，生长在未污染地区的蜈蚣草植株砷含量只有11.8～64.0mg/L，而在受污染地区植株砷含量却高达1442～7526mg/L，远高于生长在正常土壤中植株的平均值（低于3.6mg/L）。 　　蜈蚣草可在铅浓度高达3368～3550mg/Kg的铅锌矿尾砂库及其周围环境成片生长；可在铜含量896～12802mg/Kg的矿区土壤中正常生长，且其体内铜浓度高达918mg/Kg；可在锌浓度高达22616mg/Kg的矿渣上正常生长，其羽叶锌含量最