用植物清除土壤中的重金属

第１３卷第１期江苏环境科技２０００年３月用植物清除土壤中的重金属

韩润平＋陆雍森（同济大学环境科学与工程学院上海２０００９２）

播要介绍了生物嫠复技术去除土壤中的重金属及对植物的要求。植物能去除土壤中的有毒金属，将金属富集在生物体内，或将金属变成挥发性气体。

关羹词植物生耪修复重金属离子

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环境中的有毒金属的危害已为人们所共识，加快发展可行的治理技术是非常重要的。研究发展在自然环境中通过生物作用，可以去除水体中的重金属离子，或在生物体内富集重金属…ｉ。一般工矿区内的土壤表面都要受到金属污染，如废弃的矿场（含有ｚｎ、Ｐｂ）、废弃物堆集（含有Ｃｕ、Ｈｇ、Ｐｂ）、污泥堆放等均含有重金属问题。传统的治理技术是采用填埋，这种方法不仅成本高、劳动强度大，而且，填埋后的土壤还会产生新的环境问题。用植物法可以清除环境中的污染物旧Ｊ。植物清除土壤中的金属过程又称为生物修复、生物萃取或生物富集。与传统方法相比，植物能大面积种植，易成长，用以清除金属是有效的、经挤上可行的方法。如何处理或处置富含金属的植物？富集重金属（Ｃｕ、Ｎ；）的植物可以焚烧，残渣用来回收金属。浓缩了普通金属（如Ｐｂ、ｚｎ）的植物，需干燥并放在有保护作用的筒中填埋，这一点象常用的处理土壤污染的方法。但植物质量轻，管理时仍比直接处理土壤经济、方便。若将其焚烧，残渣可填埋或回收金属。生物修复的好处要大于其坏处，同时种植植物能增加环境中的绿化面积。验室将两种不同种属的植物进行基因转移。用生物化学技术鉴定基因代码，使能吸收大量金属的高积累因子转移其特点至生长良好的、非食用的植物上。生物修复的成功包括将植物自然易富集的能力与农艺方法相结合，培养出普通植物，能大量生长且易于丰收Ｌ３］。植物培养和分子技术提高丁植物的优点，一些植物能去除环境中的污染物并将它们无害化。生物修复是自然过程，在受污染的水体和土壤中能生存的植物对环境更有益处。植物富集体是指用根部吸收高浓度的污染物，同时在根、叶或树干中浓缩；对低浓度的污染物也能吸收并在体内富集。这些植物可以在由于自然原因或受污染而富含金属的土壤中生长，如某些芥类植物可积累Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、ＰＢ等，其中亚热带地区这类植物较多。很明显，植物对金属的积累能抵制吃植物的昆虫及一些病原体，植物中的肽链可结合金属并转移至体内的空腔中保存。良好的重金属生物积累体应该有以下优点：高的富集率（即使环境中污染物浓度较低）；有能力积累较高浓度的污染物；同时积累几种金属的能力；高的生物量产出；抵抗病原体和害虫。

１对植物的要求２植物去除土壤中的重金属

一些植物虽然可用于去除土壤中的重金属，但也显示了一些问题，限制了高富集植物清除土壤中有毒金属的应用，比如生长缓慢，缺乏有效生物体用于受重金属污染严重的区域。近年来，研究者在实

＋韩润平．男，１９６７年出生．讲师，现为同济大学博士生。一２８一

在所有污染环境的金属中，Ｐｂ是最常见的。在实际环境中植物吸收Ｐｂ的能力很低，但如果往土壤中加人一些络合剂，如ＥＤＴＡ，则络合后的Ｐｂ更容易被植物利用［“。络合剂将吸附在土壤颗粒上

第１３卷第１期韩润平／用植物清除土壤中的重金属２０００年３月

的Ｐｂ解吸，进入土壤溶液，有利于金属达到植物根部，增加了植物对Ｐｂ的吸收能力。加络合剂作Ｐｂ的生物萃取实验，树干对Ｐｂ的富集达到Ｐｂ占干重的１．５％。不同的植物种类和数量，显著影响Ｐｂ的生物积累【５ｊ。用络合剂消除了两个主要限制Ｐｂ生物富集的因素：土壤中金属的低生物利用性及低效的从树根转移到树干的能力。管理好时，络合剂辅助的Ｐｂ生物萃取技术应该是经济有效的去除污染物的方法，且有望商业化。

将植物种在矿化的土壤中，植物能生长。且富集重金属，树干中的浓度大于根部，加人络合荆提高了植物的富集能力１６Ｊ。因几种重金属污染物常同时并存，需要能同时去除污染物的植物，而金属之间的积累也会相互抑铜。如较常见的Ｚｎ、ｃｄ共存时，Ｚｎ常是ｃｄ的抑制剂，Ｚｎ增加到一定水平，植物将不再吸收ｃｄ。如果使用改良的药草植物就能同时积累ｚｎ２５ｇ／ｋｇ、ｃｄ１ｇ／ｋｇ（干重）ｔ３Ｊ。这种植物非常有用。用湿地植物将Ｃｒ（Ⅵ）还原为Ｃｒ（１１１），降低了Ｃｒ的毒性，还原在根部进行，ｃｒ主要与草酸根结合【７Ｊ。对生物修复来说，用植物将重金属还原也是一种有效的解毒机制。

３植物使金属变成挥发性物质

生物修复除高效积累外，生物气化一用植物将吸收的金属污染物变为气态的过程，也能去除土壤中的污染物。如类金属硒可被气化。某些在高硒环境中生长的植物会产生毒性小的挥发态硒（ａｒｌ３ＳｅＣＨ３，ＣＨ３ＳｅＳｅＣＨ３）。湿地上的某些植物可清除土壤的硒，其中单质硒占７５％，挥发态硒２０％～２５％¨Ｊ。一些植物能将土壤中的汞变为单质汞挥发到大气中。但金属气化并不是说对环境没危害，如Ｈｇ、Ｐｂ、Ｓｅ的挥发物浓度高时有毒，而且汞挥发至空气中危害性更大。

总之，与传统的处理受金属污染的土壤相比，生物修复费用较低。在该技术商业化之前，仍有许多工作要做：监测实验田的治理结果、寻找更有效的生物积累体、寻找更好的方法处理积累金属的植物。随着技术的发展，该方法一定会得到广泛的应用。

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８ＨａｎｓｅｎＤ．，ＤｕｄａＰ．Ｊ，，ＺａｙａｄＡ．．ＴｅｒｒｙＮ．Ｓｄｅｎｉｔｍａｒｅｍｏｖａｌｂｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｅ：Ｒｏｌｅｏｆｂｉｏｔｏｇｉ吼Ｉｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ０１．，１９９８，３２（５）：５９１～５９７

（收稿日期：１９９９—１２—２４）

废酸回收新技术

日本全研开发成功含铜废酸回收利用新技术。不使用任何化学药品能回收铜和硫酸循环利用。新技术应用中空丝膜回收技术处理除去尘土等杂质，再由催化剂将过氧化氢和硝酸等分解后，通过电解处理硫酸水溶液分离回收铜。回收的铜可作为商品出售，硫酸可循环使用。

洪蔚译自（资源环境对策）１９９９，３５（９）

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