污染土壤的植物修复.ppt

关于污染土壤的植物修复 第1页，共31页，编辑于2022年，星期一 我国土壤污染的现状 造成土壤污染的原因很多，如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等 第2页，共31页，编辑于2022年，星期一 污染的严重危害 灌溉水源中的镉、汞、铜、锌等重金属一旦进入土壤，就会被农作物吸收，从而残留在农产品中。受污染的水源和农作物还会危及畜禽健康，使畜禽产品受到污染 第3页，共31页，编辑于2022年，星期一 生物浓缩放大，化学定时炸弹 污染物会被生物浓缩放大，污染物暂时没显示危害，是化学定时炸弹还没有爆炸 ——治理迫在眉睫 第4页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物修复（Phytoremediation） 是指利用绿色植物移除环境中的污染物或使这些污染物变为无害。近年来，一系列的研究发现以及各学科的交叉研究使得植物修复这一研究领域发展成为一种潜在的、低费用和无污染的治理环境污染的新途径 植物修复能够治理包括土壤、水体、大气中的有机和无机污染物。主要分为：植物提取、植物稳定、植物挥发、植物降解、根际滤除 第5页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物修复的概念发展 土壤重金属超富集植物的研究可以追溯到19世纪。Baumann早在1885年就报道了遏蓝菜属(Thlaspicalaminare)植物茎叶灰分中的ZnO含量达17%。 Minguzzi和Vergnano在1948年报道,一种庭荠属植物(Alyssumberbolonii)干物质中含Ni量达1%,而灰分中达10%。 早期的探矿者曾利用寻找指示植物的方法比地质学家更早发现特定的矿床所在。而植物指示法在美国和俄罗斯发现铀矿中曾起着重要作用。 第6页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物修复的对象 植物修复主要针对土壤或水体中的无机和有机污染物，这些污染物包括 重金属（Cd、Cr(Ⅵ)、Pb、Co、Cu、Ni、Zn、As） 有机污染物 放射性元素（Sr、Ur、Cs） 硝酸盐，铵盐，磷酸盐 第7页，共31页，编辑于2022年，星期一 生物修复 微生物修复 植物修复 微生物转化作用 微生物降解作用 植物去除作用 植物稳定作用 植物净化 植物萃取 植物挥发 植物降解 根际圈生物降解 植物固定 净化空气 净化水体 狭义 植物降解 植物修复地位、分类 第8页，共31页，编辑于2022年，星期一 大气环境 大气环境 修复植物 游离离子 水溶性螯合物 交换态污染物 难吸收态污染物 挥发 吸收 吸收 排泄 排泄 吸收 分泌 根圈 植物对根际圈污染物吸收、排泄与积累的关系 第9页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物萃取（phytoextraction） 利用能耐受并能积累污染物的植物吸收土壤环境中的污染物，将它们输送并贮存在植物体的地上部分。是目前研究最多并且最有发展前景的植物修复技术。 第10页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物修复术，萃取累金属 提到植物修复技术，指的主要是植物萃取技术。 第11页，共31页，编辑于2022年，星期一 “植物萃取技术” 其本质是通过植物的光合作用，将分散在土壤中的污染物泵吸出来，转移到植物地上茎叶部位，最后通过收获植物地上器官并处理这些器官达到环境治理、变废为宝的目的。 第12页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物提取的实验验证 吸收重金属以后的植物：A：采集后压制植物的一般照片（有黄斑）；B：X-射线放射自显影照片（能看出金属元素所在的部位）；C：计算机重构的放射自显影图（能看出金属元素所在的部位）。　　 第13页，共31页，编辑于2022年，星期一 变废为宝 　如美国Viridian环境公司用植物修复技术净化镍污染土壤，每年可以从金属镍的回收中获取2500美元/公顷的收益。 第14页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物稳定（phytostabilization） 植物稳定：利用耐污染物植物降低土壤中有毒污染物的移动性，从而减少污染物被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。 如Cunningham等等研究了植物对环境中土壤Pb的固定，发现一些植物可降低Pb的生物可利用性，缓解Pb对环境中生物的毒害作用。 第15页，共31页，编辑于2022年，星期一 植物挥发（phytovolatilization） 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、积累到体内后又将其转化为气态物质，释放到大气中。 有人研究了利用植物挥发去除土壤环境中的Hg，即将细菌体内的汞还原酶基因转入模式植物拟南芥（Arabidopsis）中，这一基因在该植物体内表达后，将植物从土壤环境中吸收的汞（Hg2+）还原为Hg0，