土壤中重金属的生物修复技术

2土壤中重金属污染的生物修复
植物吸收又称植物提取、植物萃取， 是利用耐受并能积累重金属的植物吸收 土壤环境中的金属离子，将它们输送并 贮存在植物体的地上部分，通过种植和 收割植物而去除土壤中的重金属。
2土壤中重金属污染的生物修复
这些能够大量吸收并累积重金属的植物 称为超富集植物，其对某种重金属的累 积量是普通植物的10～500 倍以上。通 常超富集植物被要求具有生物量大、生 长快和抗病虫害能力强等特点，以及具 备对多种重金属较强的富集能力。
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微生物修复
微生物修复的机理：受到重金属污染的土 壤，往往富集多种耐重金属的真菌和细菌，微 生物可通过多种作用方式影响土壤重金属的毒 性。
例如：1kg毛霉和根霉粉未可净化含 10mg/L锌、pH=7的废水5 000 L。根霉菌对铀 的吸附量可高达200 mg／g；黄青霉不但对铀 有较强的吸附能力，对铅的吸附能力也不差； 而霉菌对铅也有良好的吸附性能。
生物修复技术有许多方面的优点： 可以使污染物完全从环境中去除，处理时间短，
对周围环境影响较小， 并且投资少，不会产生二次污 染。 主要通过两种途径来达到对土壤中重金属的净化作用: （1） 通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态， 使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性 和生物可利用性。 （2） 通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化 与固定作用。
2土壤中重金属污染的生物修复
现在土壤中重金属污染的生物修 复技术主要包括： 1 植物修复 2 微生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
1 植物修复
它是一种利用自然界中超积累植物或 者遗传工程培育植物系统及其根际微生 物群落来移去、 挥发或稳定土壤环境中 的重金属污染物，或降低重金属的毒性， 以期达到清除污染、 修复或治理土壤为 目的的一种新兴绿色生物技术。
2土壤中重金属污染的生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
植物固定，是指植物通过某种生化 过程使污染基质中金属的流动性降低， 生物可利用性下降，从而减轻有毒金属 对植物的毒性。
2土壤中重金属污染的生物修复
这类植物主要通过保护土壤不受侵蚀， 减少土壤渗漏来防止污染物的流失，并 通过在根部累积和沉淀，或通过根系吸 收重金属来增加对污染物的固定。其根 系分泌的粘胶状物质可与Pb、Cu 和Cd 等金属离子竞争性结合，使其在植物根 外沉淀，同时也影响其在土壤中的迁移 性。
2土壤中重金属污染的生物修复
第一阶段是重金属在细胞表面吸附， 即 微生物吸着阶段，主要是指重金属离子 与生物体细胞壁表面的一些基团如COOH、- OH、- NH2、- SH、- PO43- 等 通过络合、螯合、离子交换、静电吸附、 共价吸附以及无机微沉淀等作用中的一 种或几种相结合的过程。
1 土壤中重金属污染的概况
我国部分地区土壤重金属污染已相当严 重，如沈阳的张士灌区在过去20 多年的 污灌中， 污灌面积达2.5×107m2， 其中 有3.3×106 m2 土壤含镉5～7 mg/kg， 镉污染十分严重。
1 土壤中重金属污染的概况
污染来源主要是通过大气沉降、污水灌 溉、固体废弃物排放以及农药和化肥的 施用等途径进入土壤。
中国土壤重金属污染物主要来源于污水 灌溉，工业废渣、城市垃圾、工业废弃 物堆放及大气沉降。
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污染土壤修复是指利用物理、化学和生 物的方法转移、吸收、降解和转化土壤 中的污染物，使其浓度降低到可接受水 平，或将有毒有害的污染物转化为无害 的物质。以阻断污染物进入食物链，防 止对人体健康造成危害，促进土地资源 的保护与可持续发展。
土壤中重金属污染的生物修复
郑金宝 环境工程
主要内容
1 土壤中重金属污染的概况 2 土壤中重金属污染的生物修复
（植物修复和微生物修复） 3 展望与前景
1 土壤中重金属污染的概况
土壤重金属污染是指土壤中较高含量的 重金属对生物产生毒害作用，并造成生 态环境质量恶化的现象。
1 土壤中重金属污染的概况
上述方法自身存在很大的局限性，都未 能成为较为理想的土壤重金属污染治理 措施。近年来，重金属污染生物修复技 术正在兴起。
2土壤中重金属污染的生物修复
生物修复是指利用特定的生物(植物、微 生物或原生动物) 吸收、转化、清除或降 解环境污染物，实现环境净化、生态效 应恢复的生物措施。
2土壤中重金属污染的生物修复
百度文库
2土壤中重金属污染的生物修复
微生物对土壤中重金属活性的影响主要 体现在以下两个方面：一是生物吸附； 二是生物转化。
2土壤中重金属污染的生物修复
对重金属的生物吸附，细胞表面载有负 电荷， 且存在氨基、羧基、羟基、醛基、 硫酸根等多种官能团， 可通过静电吸附 和络合作用固定重金属离子。
微生物吸附重金属的机制十分复杂，研 究表明它们对金属的作用可分为微生物 吸着和微生物累积两个不同的生物化学 阶段。
2土壤中重金属污染的生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
传统的土壤污染治理方法主要有： 基于机械物理或物理化学原理的工程措 施，如客土换土法、隔离法、清洗法、 热处理法、电化学法等。 基于污染物土壤地球化学行为的改良措 施，如添加改良剂、抑制剂降低土壤污 染物的水溶性、扩散性和生物有效性。
2土壤中重金属污染的生物修复
我国土壤污染总体形势相当严峻， 据统 计，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，每年因重金属污染的粮食达 1200万t。我国许多地方的部分农田土壤 中重金属含量较高， 污染严重，主要包 括有Cd、 Hg、 Cr、Pb、Cu、Zn等重金 属的污染。
2土壤中重金属污染的生物修复
植物挥发是利用植物去除环境中部 分挥发污染物的方法，即植物将污染物 吸收于体内后又将其转化为气态物质而 释放到大气中。
2土壤中重金属污染的生物修复
植物挥发要求被转化后的物质毒性要小 于转化前的污染物质，以减轻环境危害。
植物挥发只适用于具有挥发性的金属污 染物，应用范围较小。同时该方法只是 将污染物从土壤转移到大气，对环境仍 有一定影响。