土壤重金属污染及植物修复技术综述

EcologicEnvironmentL二土壤重金属污染及植物修复技术综述白洁孙学凯王道涵(1．辽宁大学，沈阳110036；2．中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳110016)摘要：阐述了我国土壤重金属污染现状及其危害，重点叙述了植物修复技术在土壤重金属污染的修复过程中的作用，并归纳该技术的优缺点，结合我国具体情况，提出植物修复技术的发展趋势。关键词：土壤；重金属污染；植物修复Abstract：Thepresentdomesticsituationofsoilcontaminationbyheavymetalswasreviewed，thefunctionofphytoremediationtechniqueinthecourseofsoilremediationwasmainlyspecified，theadvantagesanddisadvantagesofthetechniquewereconcluded．Finally，thedevelopmenttrendofphytoremediationtechnologyisputforwardbasedonthedomesticresearchstatus．Keywords：soil；heavymetalpollution；phytoremediation我国土壤重金属污染主要由采矿、冶炼、电镀、化工等工业产生的“三废”以及污灌、农药化肥的不合理施用等农业措施造成的。土壤重金属污染是影响人类健康和环境质量的主要问题之一，它不仅影响农作物生产，而且也影响大气和水环境质量，甚至通过食物链危害人类的健康。植物修复技术作为一种新兴的、高效的生物修复途径现已被科学界和政府部门认可和选用。该技术在国外应用较早，1977年BrooksE1]提出了超富集植物的概念，1983年Chancy提出了利用超富集植物清除土壤重金属的思想。之后有关耐重金属植物与超富集植物的研究逐渐增多，植物修复作为一种治理污染土壤的技术被提出并得到广泛应用。由于该技术可在稳定污染的土壤、减少风蚀水蚀及防止地下水二次污染的同时，使污染土壤得到修复，既不破坏污染现场土壤结构，又减少修复费用，因此已成为我国重金属污染修复技术的研究热点E3-~]1土壤重金属污染现状人为活动或自然作用释放出的重金属经过物理、化学或生物的过程，在土壤中逐渐积累从而造成了土壤的重金属污染。’据统计，1980年我国工业“三废”污染耕地面积266．7万hm2，1988年增加到666．7万hm2，1992年增加到1000万hm。。目前，全国遭受不同程度污染的耕地面积已接近2000万hm2，约占耕地面积的1／5。农业部调查表明：我国污灌区面积约140万hm，遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64．8％，其中轻度污染面积占46．7％、中度污染占9．7％、严重污染占8．4％。以H殳和Cd的污染面积最大。Cd污染耕地1．3万hm2，涉及11个省市的25个地区；Hg污染3．2万hm2，涉及15个省市的21个地区；粮食含Pb量大于1．0mg／kg的产地有11个；有6个地区生产的粮食含As量超过0．7mg／kg[5]。我国部分地区重金属污染已相当严重，如广州郊区老污灌区，土壤中Cd的含量竞高达228mg／kg，平均含量为6．68mg／kg；沈阳张士灌区有2533hm。土地遭受cd的污染，其中严重污染为13％。我国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1000万t，被重金属污染的粮食多达1200万t，合计经济损失至少200亿元。2土壤重金属污染危害2．1对农作物的危害污染土壤中的重金属通过作物根部的吸收进人作物体内，蓄积到一定程度后会对作物产生毒害。灌溉水中含2．5mg／L的Hg时，水稻就可发生明显的基金项目：辽宁省科技厅博士启动基金(20051022)；辽宁省教育厅青年基金(05L161o维普资讯http://www.cqvip.com卜—一⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯一抑制生长的作用，表现为生长矮小，分蘖减少，根系发育生长不良，叶片失绿，穗小粒空，产量降低，籽粒含№超出食用标准(≤0．2mg／L，以Hg计)。含cd废水进入土壤后，逐渐在土壤中累积，在低浓度时植物抑制生长的作用，表现为生长矮小，分蘖减少，根系发育生长不良，叶片失绿，穗小粒空，产量降低。当土壤中含cd达到一定浓度时，许多作物就会受害。在对cd污染条件下小白菜和菜豆幼苗生长的研究发现，30Ixmol／L的Cd使小白菜和菜豆的生长受到抑制，表现为株高、主根长度下降、叶面积锐减等，其原因可能在于cd对作物光合作用与蛋白质合成的干扰以及膜系统损伤造成的代谢紊乱等[6j。2．2对土壤微生物和土壤酶的影响重金属对土壤微生物有着明显影响。Hani等发现，重金属的增加会影响微生物种类并导致微生物量下降。研究表明，重金属污染能明显影