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土壤重金属污染及其修复技术研究进展

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文档简介:

南方农业SouthChinaAgriculture2010年第7期No.720102010年7厅JUl:v.20zlO土壤重金属污染及其修复技术研究进展孔露曦,卢棉,赵敬坤(重庆市农业技术推广总站,4o112o~)i摘要:重金属污染严重影响植物的生长发育,影响作物的产量和品质,并通过生物链放大作用进一步对人类和环境造成严重危害,因此重金属污染已成为世界性的重大环境问题。本文综述土壤重金属污染的现状、修复和调控的重要性及对无公害生产的影响,提出用农艺调控、植物修复及微生物修复技术来治理和修复重金属污染的土壤。关键诃:重金属;农艺调控;植物修复;进展;污染随着工农业的迅速发展,环境污染日益严重,特别是重金属在环境中的释放严重污染了土壤、水体和大气并且可通过食物链进入生物体,危害人类健康,因此重金属污染已成为世界性的重大环境问题。土壤是一种极为复杂的体系,重金属在土壤中具有不能分鹪、移动性差、滞留和潜伏时间长、不易被人们察觉、污染后不易从土壤中去除等特点,土壤重金属污染的修复与调控_直是国际上的难点和热点研究课题1土壤重金属污染对植物的毒害作用1.1影响植物根系对土壤营养元素的吸收重金属能影响植物根系对土壤中营养元素的吸收,一是影响土壤微生物的活性,影响酶活性;二是重金属与某些元素之间有拮抗作用,影响植物对某些元素的吸收。·例如:Zn、Ni等元素能严重妨碍植物对磷的吸收;砷影响植物对钾的吸收;铅使磷难以溶解,在根表面或培养基会影响磷的吸收王焕校等『1研究发现,盆栽水稻分蘖期土壤酶活性与添加铅浓度呈显著负相关。由于土壤微生物、酶活性的降低,影响土壤中某些元素的释放和有效态的数量。镉能明显影响玉米对N,P,K,Ca,Mg,Fe,Mn,Zn,Cu.的吸收。王友保等晗人的研究表明,As可直接毒害根系,直接影响植物的生长和产量。沈阳农业大学张宁、唐咏I。的研究表明,Cd能明显降低水生植物凤眼莲的根系活力,影响植株生长。作者简介:孔露曦(1976一),女,重庆长寿人,农艺师,主要从事农药和化肥等方面的技术推广工作。.E—mail:sea2004525@126.coⅢ。971.2影响植物光合作甩和呼l觋作用重金属对光合作用的影啊是植物受害的主要原因,其研究主要集中于光合系统伤害机制。许多研究I4_说明,重金属Cd2可使高等植物的叶绿体含量明显降低,Cd2+,P和zn等重金属离子对高等植物叶绿体的光合电子传递也有抑制作用,.光系统Ⅱ的活性对重金属离子更为敏感】。叶绿体的光合电子传递是由多个步骤组成的,不同的重金属离子可能作用于不同的传递部位,甚至相同的重金属离子不同浓度或作用于不同植物也不完全相同。所以重金属对光合作用的抑制是同时对光合器官结构的破坏以及对叶绿素合成有关酶系统和电子传递的影响造成的。重金属影响植物呼吸酶的活性从而影响植物的呼吸作用。低浓度Cd可刺激呼吸酶活性,从而刺激三羧酸循环以产生能量,但当Cd2+浓度增加到一定程度时,呼吸酶活性受抑制,呼吸作用下降。杨红玉、王焕校【l测定了C42+对绿藻污染4天后的苹果酸脱氢酶活性,表明Cd对高等水生植物根系脱氢酶活性有明显影响,随Cd浓度升高根系脱氢酶活性明显下降,即表现出对呼吸作用的抑制。l3重金属对植物毒害的其他作甩当植物受到重金属毒害未出现可见症状之前,实际上在细胞内部已有亚细胞结构的变化,从而导致这些细胞器参与的生理生化功能丧失和抑制,。目前,细胞膜透性被广泛地用作评定植物对重金属反应的方法之一据彭呜、王焕校等的研究结果表明,当南’方’农业SouthChinaAgriculture2010年第7期No.720102010年7月Ju1v.2O10重金属污染较轻时,细胞核、线粒体、叶绿体等细胞及植物对其的吸收Il2】。土壤中有机质通过与土壤中器没有明显变_化,遗肘植株外部形态也不会表现出的重金属元素形成难溶的络合物来影响土壤中重金很明显的受害症状毒浦污染严重时’窒魄核线粒体、。‘属的移动生及其生物有效性睡t0向ca污染土壤中加叶绿体等细胞器的结构均被破坏,此时植株外部形态会表现出叶片褪绿、萎蔫,根生长受抑制,乃至植株死亡。此外,据张义贤报道,重金属处理可引起根尖细胞有丝分裂异常,染色体畸变率显著提高,Hg2+、Cd2十、Pb在所有浓度均表现出对根尖细胞分裂的抑制。重金属污染可影响到植物的物质代谢,从而引起植物体中各种营养成分的变化。首先,重金属污染可影响植物体中氨基酸含量的变,如Cd在蚕豆种子中存在微量时,可刺激必需氨基酸含量的增加,但超过一定含量后,必需氨基酸含量低于对照,表现为显著负相关;重金属可影响蛋白质含量,其作用机理尚不十分清楚,可能与干扰蛋白质合成系统的Mg和有关,也可能直接以DNA为靶子,干扰基因表达,从而影响蛋白质合成;重金属污染对植物体的糖代谢也有明显影响。2土壤重金属污

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