重金属污染土壤修复理论与技术.PPTVIP

地上部分金属的积累根际流出物或改良土壤提高金属的可用性及植物富集力金属从根向地上部分转运处理或回收金属收获含金属的地上部分(1)植物提取(phytoextration)植物提取的两种方式:??连续植物提取(continuousphytoextraction)??螯合剂辅助的植物提取(chelate-assistedphytoextraction)或称为诱导性植物提取(inducedphytoextraction)(1)植物提取(phytoextration)研究表明，向土壤中施加螯合剂（如EDTA、DTPA、EGTA、柠檬酸等）能够活化土壤中的重金属，提高重金属的生物有效性，促进植物吸收。如施加0.2g·kg-1的EDTA后，土壤溶液中Pb含量由4增加到4000mg·L-1，玉米和豌豆地上部分Pb含量由500增加到10000mg·kg-1；而且加入EDTA不仅促进印度芥菜对Pb的吸收，且同时促进Cb、Cu、Ni、Zn的吸收。植物提取-----螯合剂螯合剂主要起两个作用:??增加土壤溶液中金属含量;??促进金属在植物体内运输;植物的金属积累效率与螯合剂与金属的亲和力直接相关：不同螯合剂对土壤Pb解吸效率不同：EDTAHEDTADTPAEGTAEDDHA；Pb的最佳螯合剂为EDTA，而Cd的最佳螯合剂为EGTA。螯合剂的效果与植物品种有关：EDTA能促进印度芥菜对Zn吸收，但对燕麦和大麦无效果。(2)植物稳定(phytostabilization)植物稳定是利用耐重金属植物根际的一些分泌物，增加土壤中有毒金属的稳定性，从而减少金属向作物的迁移，以及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。其中包括沉淀、螯合、氧化还原等多种过程。植物稳定中植物的主要功能:①保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏，防止金属污染物的淋移。②植物还可以通过改变根际环境（pH和Eh值）来改变污染物的形态。③通过金属在根部积累与沉淀及根表吸收来加强土壤中污染物的固定。原理6.4.2.1植物修复技术及其发展历史6.4.2.2植物修复的生理机制6.4.2.3植物修复的相关基因6.4.2.4超富集重金属植物的特点6.4.2.5植物修复技术的应用6.4.2.6植物修复技术的局限6.4.2重金属污染土壤的植物修复技术6.4.2.2植物修复的生理机制植物对重金属污染环境的修复通常在体内进行，整个过程包括：重金属在植物根的吸收和转运；重金属在植物体内的转运、运输；重金属在植物体内的超富集或转化重金属在植物根部的吸收和转运；重金属在植物体内的转运、运输；重金属在植物体内的超富集或转化根表皮细胞对大部分金属元素的吸收以主动运输的方式进行，即通过根表皮细胞膜上的转运蛋白系统进行，重金属的吸收也主要依靠这一作用。土壤中有机酸对根系吸收重金属的效率有显著的促进或抑制作用，如根部分泌的柠檬酸能够阻碍金属离子特别是Al3+的吸收，而组氨酸等多数有机酸则促进其吸收。土壤pH值的降低也能明显地增强金属离子的溶解性及转运进入根部的速率,例如当土壤的pH值低于5时，即使本来是起营养元素作用的Al3+、Mn2+等也会因为在体内过度积累而达到毒性水平。重金属化合物进入植物根部后，与植物体内的一些金属结合蛋白络合形成复合物，然后在体内转运。目前最引人注目的是2类富含半胱氨酸的多肽：金属硫蛋白和植物络合素；与硫共价结合的金属离子如Ag+、Cd2+、Ni2+、Cu2+等能够与这些多肽分子中半胱氨酸残基上的巯基共价结合而形成络合物，并随着这些蛋白一起被转运。经过蛋白转运的重金属最终在植物体的某些器官(如叶)中沉积，并通过这些组织细胞内的液泡膜上的转运蛋白的跨液泡膜转运作用而进一步在液泡中富集。对于不同化合态毒性差异较大的金属(如铁)，植物具有转化作用，即在某些酶的特异性催化作用下，使其由毒性较强的价态(Fe3+)转化为毒性较低的价态(Fe2+)6.4.2.1植物修复技术及其发展历史6.4.2.2植物修复的生理机制6.4.2.3植物修复的相关基因6.4.2.4超富集重金属植物的特点6.4.2.5植物修复技术的应用6.4.2.6植物修复技术的局限6.4.2重金属污染土壤的植物修复技术汞离子还原酶基因merA有机汞裂解酶基因merB金属硫蛋白基因MT有机汞裂解酶(merB基因编码)，将有机汞转化为汞离子(Hg2+)；汞离子还原酶(merA基因编码)，将Hg2+还原为基态汞(Hg0)植物体内有一个复杂