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| “土壤重金屬污染修復工”超富集植物種類介紹 |
土壤為植物生長提供機械支撐能力，并且為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。但是隨著現(xiàn)代化工業(yè)、農業(yè)生產和生活等活動產生的污染物進入土壤并積累到相當數(shù)量，會引起土壤質量惡化和生產力下降，危害環(huán)境和人體健康，這就是土壤污染。據(jù)《中國土壤污染、地下水污染調查史》http://view.news.qq.com/original/legacyintouch/dd623.html 介紹，我國土壤污染情況觸目驚心。
土壤重金屬污染，是由重金屬或其化合物造成的土壤污染。全國政協(xié)委員、中山大學食品與健康工程研究院院長劉昕介紹：農田土壤重金屬污染已成為威脅我國糧食安全生產的一個嚴重環(huán)境問題，已經到了不容忽視的程度。全國受重金屬污染的耕地約有一千萬公頃，約占耕地總面積的10%以上，多數(shù)集中在經濟較發(fā)達的地區(qū)，全國每年受重金屬污染的糧食多達1200萬噸，因重金屬污染而導致糧食減產高達1000多萬噸，合計經濟損失至少200億元。污染農田土壤的重金屬元素主要包括鎘、汞、鉛、砷、鉻和銅等，見http://gd.qq.com/a/20130522/004547.htm ；如今，治理土壤重金屬污染已到了刻不容緩的地步。
治理重金屬中方法中，生物修復是已知的唯一對環(huán)境友好的修復方法。在生物修復方法中，超富集植物修復因兼顧了重金屬修復與美化環(huán)境的雙重優(yōu)點，堪稱“土壤清潔工”。那么何為重金屬超富集植物，超富集植物如何發(fā)現(xiàn)，常見的超富集植物有哪些，超富集植物的修復效果如何，超富集植物富集重金屬后如何利用和處理？
【超富集植物定義】：
一種植物能被定義為超富集植物必須滿足以下的條件。第一，植物地上部分的重金屬含量至少要達到普通植物的100倍，且地上部重金屬含量高于根部；第二，在高濃度的重金屬環(huán)境中可正常生長；第三，植物地上部重金屬的濃度要高于土壤環(huán)境中的濃度。有些植物雖然體內濃度不能達到超富集植物的標準，但是生物量比較大，也可以認為具有超富集能力。
由于超富集植物可以忍受高濃度的重金屬，因此礦藏豐富的地區(qū)，其他植物無法生長，它們卻生長旺盛。因此，超富集植物最初被用來指示特定的礦床，在礦藏勘探中發(fā)揮了一定的作用。
【超富集植物種類】：
超富集植物有幾百種之多，最受關注的是富集那些對環(huán)境危害較大的重金屬（鎳、砷、鎘、鉛、鋅、銅、汞）的植物。
香雪球可以富集鎳，目前已發(fā)展為商業(yè)用修復/檢測金屬富集植物，它還是布置巖石園的優(yōu)良花卉，是花壇、花境的優(yōu)良鑲邊材料，盆栽觀賞也很好。
蜈蚣草是砷的超富集植物，蜈蚣草還對鉛、鎘等重金屬有很強的吸收能力。目前利用蜈蚣草修復重金屬復合污染土壤已在實踐中獲得了成功。央視CCTV2對中科院科學家在廣西環(huán)江-利用蜈蚣草對重金屬污染土壤修復進行過報道 見http://tv.cctv.com/2017/04/14/VIDEDymjQ2x1nil62pO6p8U7170414.shtml；
大葉井口邊草也具有較好的砷富集能力。
鎘可引起“骨痛病”，其超富集植物有油菜，寶山堇菜、天藍遏藍菜等。而油菜因其生物量較大，被認為是土壤鎘污染修復的最佳植物。
鉛的超富集植物種類較多，比如土荊芥、魯白、圓錐南芥、羽葉鬼針草、茼麻等。
東南景天、蕁麻、長柔毛委陵菜的具有較好的鋅富集能力。
對銅具有超富集能力的植物有鴨跖草、海洲香薷、李氏禾等。
苧麻具有汞超富集能力，并且高汞條件下，產量和品質不會受到影響，環(huán)境效益和經濟效益明顯。
……
在超富集植物生長期，輔以一定的農業(yè)措施可提高富集能力，例如施肥、適時刈割。
一些超富集植物
超富集植物的修復效果如何呢，又該如何改進呢？
單純利用超富集植物進行重金屬污染場地的修復效果不顯著，修復時間過長，影響了其推廣應用。因此人工干預以提升修復效果極為重要。
例如對土壤中的重金屬進行化學活化，提高重金屬的植物有效性；
超富集植物與農作物間種，提高前者的吸收量，同時滿足后者產出的農產品不受重金屬危害；
不同重金屬超富集植物的間作輪作，相互促進富集效果；
將超富集植物的決定性基因通過基因工程技術轉入生物量較大的植物中，以提高重金屬去除能力。
超富集植物在富集了重金屬之后又該如何處理呢？
超富集植物的利用首先要考慮對資源化利用，不能利用則安全處置。重金屬的資源化利用可以將重金屬提純?yōu)橛杏玫墓I(yè)原料，有些超富集植物還可以入藥、或做微量元素肥料、防腐原料等。無法利用的植物可以焚燒、壓縮填埋、堆肥等。焚燒可以大幅度降低植物的體積，同時可以得到熱能，但揮發(fā)性重金屬如汞、鎘、鉛等必須封閉收集否則會形成二次污染，這是目前需要特別注意一個重要問題。
最后討論幾個熱點問題：
第一個問題是植物修復生物量的處理問題。簡單地說就是三條途徑，一是提取重金屬。顯然，這一途徑難度很大，經濟上也不合算，但不等于不能做，將來也做不成，但需要很長時間；二是資源化利用。拿龍葵來說，龍葵全草均可入藥，主治感冒、牙痛、慢性支氣管炎、痢疾、乳腺炎和癌癥等疾病。種子可治急性扁桃體炎、疔瘡等。歷史上曾大規(guī)模栽培。龍葵果富含豐富的花青素類紅色素、紫紅色素，龍葵果作為水果食用酸甜可口,也可以作成果汁或果酒。但毫無疑問，這一途徑有一定的風險，因為材料中的重金屬含量很高；三是減量后儲存。目前，相關的一些燃燒設備已研制成功。但也可以考慮放到條件好的重金屬尾礦庫中，待將來條件適宜，與尾礦一起開發(fā)。這一思路也是可行的。
第二個問題是修復后是否會造成雜草的大量繁殖而影響農業(yè)生產？這點不用擔心，就本研究而言，龍葵花期會連根收獲，沒有種子及根繁殖的途徑，當然就不會造成雜草的大量繁殖；此外，從整體考慮，如果超富集植物屬于惡性雜草之類的話，也不能用于邊修復邊生產。
第三個問題是超富集植物和低積累作物的間套作是否影響低積累作物積累重金屬？實踐表明，施用強化劑或低積累作物與超富集植物接觸過于緊密，會導致低積累作物含量略有升高。因此，一定要規(guī)范低積累作物的適用范圍，一般應用于中低污染水平土壤較為合適，且有絕對的安全性。考慮到污染土壤中重金屬分布的不均一性，在種植低積累作物的同時，可以考慮施用一定量的鈍化劑。
第四個問題是什么樣的污染土壤適合用超富集植物修復？礦區(qū)超富集植物修復是否可行？對于第一問，反向思考，考慮到土壤中重金屬的垂直分布，要是植物根接觸不到的土層，很難利用；而對礦區(qū)的修復，首先看修復植物是否能生長，生物量是否夠大，另外污染程度中低水平的效果較好，污染越重，富集系數(shù)越低。
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