土壤农药污染植物修复研究进展
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化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期污染土壤生物修复技术的进展与工程应用现状房晓宇,卢滇楠,刘铮(清华大学化学工程系,北京 100084)摘要:人类生产和生活中对于污染物的不当处理会导致土壤污染,威胁生态安全、粮食安全和可持续发展。
土壤生物修复利用微生物来降解土壤中的有机污染物、转化重金属污染物价态或者降低其生物可利用度而降低其危害。
伴随现代生物技术的发展,土壤生物修复技术被日益广泛地应用于污染耕地和污染工业场地的修复。
本文从污染物质的转化与利用角度,概述了土壤污染物的主要类型及其所适用的生物修复技术及其进展。
重点综述了生物修复菌株的筛选、土壤微生态分析、生物修复过程强化三方面的最新进展,介绍了生物修复技术在加油站、废弃化工厂的生物修复及秸秆还田中的工程实施案例,分析了土壤生物修复技术应用中存在的问题,如土壤修复效果评估和降解菌剂性能强化等,讨论了土壤生物修复技术的研究方向和应用前景。
关键词:污染土壤;土壤生物修复;废弃秸秆中图分类号:TQ033 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2023)12-6498-09Recent advancements and applications of soil bioremediation techniquesFANG Xiaoyu ,LU Diannan ,LIU Zheng(Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Soil contamination is often caused by the inappropriate treatment of industrial wastes andmunicipal sewage threatening the safety of environment, food and ecology as well as the sustainability of society. Bioremediation refers to the application of microorganisms to dissociate organic compounds, detoxifying heavy metal ions or reducing their bioavailability. The advancement of biotechnology has empowered technical innovation of bioremediation methods and their applications in the treatment ofcontaminated farmland and wasted plant site. This review starts with a brief introduction to bioremediationtechniques and their applications to three major types of soil contaminants. The applicability of these methods was discussed from the viewpoint of contaminates transformation and utilization. The technical advancement in the selection and screening of degradation microorganisms, molecular biology methods for assessing microbiological ecology as well as novel bioaugmentation principles were detailed. The applications of bioremediation techniques in the treatment of gas stations, abandoned plants and straw mulching were described. The problems in the development of soil bioremediation techniques such as the assessment of soil remediation outcome, formation of high performance degrading microbial consortia wereoutlined, as well as the prospects of soil remediation techniques.Keywords: contaminated soil; soil bioremediation; straw综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0046收稿日期:2023-01-10;修改稿日期:2023-02-20。
土壤污染修复技术研究报告一、引言土壤是我们赖以生存的重要资源之一,然而,由于人类活动和工业化进程的加速发展,土壤污染问题日益严重。
土壤污染不仅危害农田生产,还对生态环境和人类健康造成潜在威胁。
为了解决土壤污染问题,研究和开发土壤污染修复技术成为当今社会亟需解决的问题之一。
二、传统土壤污染修复技术1.物理方法物理方法主要包括土壤挖掘和土壤覆盖。
土壤挖掘适用于污染程度较深的场地,通过将受污染土壤挖掘出来,然后进行处理或填埋。
土壤覆盖是通过在受污染土壤表面铺设覆盖层,以隔离和阻止进一步扩散污染物。
2.化学方法化学方法包括土壤流动萃取、化学稳定化、化学氧化还原等。
土壤流动萃取是利用溶剂或萃取剂将污染物从土壤中提取出来,达到降低土壤污染程度的目的。
化学稳定化是通过添加化学物质改变土壤中污染物的性质,使其变为难挥发或不溶于水的物质。
化学氧化还原则是通过氧化还原反应来降解土壤中的有机污染物。
3.生物方法生物方法是利用微生物或植物对土壤进行修复。
微生物方法包括生物吸附、生物分解和生物转化等。
植物方法则是通过植物的生物吸引力、生物降解和生物转化能力来修复土壤污染。
三、新兴土壤污染修复技术随着科技的不断进步和环境污染问题的加剧,新兴的土壤污染修复技术不断涌现。
1.电动力法电动力法是利用电场对土壤中的污染物进行修复的一种技术。
通过引入电流和电场,可以改变土壤中污染物的分布和迁移规律,加速污染物的去除和降解过程,提高修复效率。
2.化学修复剂化学修复剂是指能够与土壤中的污染物发生特定反应,将其转化为无害或难溶解的物质的化学物质。
例如,添加氧化剂可以将有机污染物氧化为无害的二氧化碳和水;添加还原剂则可以还原土壤中的重金属离子,使其转化为难溶性沉淀物。
3.生物电子修复技术生物电子修复技术是将微生物与电子技术相结合,通过利用微生物的代谢活性来促进土壤中污染物的降解和合成。
该技术具备低成本、高效率和环境友好的特点。
四、案例分析1.电动力法在某工业区土壤污染修复中的应用案例分析该工业区土壤受到重金属污染,经过电动力法修复,污染物的浓度得到明显降低,达到国家标准要求,修复效果显著。
农药污染土壤的微生物修复研究进展摘要:近些年来农药的使用不断增多,但利用率比较低,大多数进入土壤中,给土壤带来了严重的破坏,农药污染土壤修复技术引起了研究学者的关注,而微生物种类多、分布广、活性强等特点成为了污染土壤修复的主要形式。
本文介绍了农药污染土壤的状况,从微生物修复的机理,微生物的种类,微生物修复的类型以及影响因素等几个方面进行综述,并对未来微生物修复技术进行展望。
关键字:农药污染;土壤;微生物修复土壤是维护我们生命的重要资源之一,是一切生物赖以生存的基础。
随着经济的发展,化学农药普遍应用于农业生产活动中成了不可或缺的一部分。
由于人类不合理的想土壤中投入超过自身净能力的农药,从而导致土壤环境质量下降,影响了土壤的生产力,对环境生物安全造成危害。
据国家环境保护局统计,目前我国农药年产量约为40万t;我国农业防治需农药25万t,而农药的利用率只有10%—20%,其余的进入农作物、土壤中【1】。
江苏省武迸县检测发现,除草醚在稻草中残留全部超标,最高超标7.8倍。
【2】中国部分地区DDT S 含量超过中国土壤环境一级标准(50mg/kg)的占63.3%,HCH S含量超过一级标准的占33.8%。
【3】农药按防治的对象可分为杀虫剂、杀鼠剂、植物生长调节剂、杀螨剂等。
我国的农药品种结构不合理,杀虫剂占农药总产量的70%,在70%杀虫剂中,有机磷杀虫剂又占70%。
【4】中国环境优先检测有机污染物“黑名单”中列出的10种化学农药,其中有机磷农药就占了7种。
【5】这类农药毒性巨大,可对农作物产生直接影响,如果药剂性能比较稳定,农药可长期残留在农作物中,并通过食物链不断积累,到达更高一级的生物体内,进一步的危害到动物、人类的健康,破坏生态环境,由此而造成的经济损失不容乐观。
农药污染土壤的状况日趋严重,已经引起了世界各国的关注,对污染土壤的修复提上日程,成为了众多研究者的对象。
1.农药污染土壤的微生物修复农药污染土壤的修复可划分为物理修复、化学修复和生物修复。
污染场地土壤修复技术研究现状与发展趋势摘要:当前土壤污染已经成为环保领域关注的主要问题。
在工业飞速发展的今天,废物的大量排放给土壤带来巨大冲击。
如何有效地有效地控制污染土壤一直以来都是农业科技领域研究的主要问题。
对其土壤污染技术展开分析的前提下,对土壤污染技术发展方向完成了展望。
关键词:污染土壤;修补技术;研究动态;发展趋向引言土壤中含有较多的有毒,有害物,这种物质不但导致环境污染,并且对人们安全与健康有很大威胁。
所以对污染土壤的处理刻不容缓。
进入21新世纪,我国科技创新最快速,土壤治理技术也变得越来越完善。
当前,污染土地修复工作正在紧锣密鼓展开,整治效果日益明显。
1 污染场地土壤修复技术1.1土壤污染修复技术的研究状况如今,我国土壤污染十分严重,尤其在部分经济高速发展区域,现代化农业得到快速发展,农田土壤农药残留量较高,重金属含量较高,给农业生产安全产生较大威胁。
因此影响了人们的生命。
生活在石油开采区里的人备受重金属污染影响,非常容易得罕见的症状。
此外,一些生态湿地因废弃物滞留量多,给本地生物安全产生极不良影响。
一些工业废料直接排放进一步加重了土壤污染水平,但也会造成土壤污染种类提升,造成土壤污染比较严重。
污染物由初始土壤层延伸到栽种,水产品养殖,给粮食作物及食品卫生安全带来一些不良影响,并严重危害人们生命安全。
这一局势给政府提出更为严格的要求:防治污染应一直被称之为社会经济发展中的一个优先事宜[1]。
1.2 土壤污染趋势分析土壤污染是当前面临的严重环境问题之一。
其主要来源包括农业生产、工业排放、城市垃圾等。
土壤污染物种类繁多,影响也各不相同。
根据污染物的不同性质,可将土壤污染物分为物理污染、化学污染和生物污染三大类。
物理污染主要包括垃圾填埋、采矿废弃物、土地开垦等活动导致的土壤变质、土壤结构破坏和土地沙化等问题。
这些问题主要导致土壤流失和失去肥力,降低土地的生产能力和生态功能。
化学污染是土壤污染中比较普遍的一种,其污染物种类主要包括重金属、有机污染物、农药、化肥等。
有机农药污染土壤现状及其修复技术研究综述一、本文概述随着现代农业的快速发展,有机农药在农业生产中的应用日益广泛,为保障粮食产量和农产品质量做出了巨大贡献。
然而,随之而来的农药残留问题也逐渐凸显,对土壤环境造成了严重污染。
本文旨在综述有机农药污染土壤的现状,分析其对土壤生态系统和人类健康的影响,同时探讨现有的土壤修复技术及其在实际应用中的效果。
通过对相关文献的梳理和评价,本文旨在为未来农药污染土壤的修复和防治工作提供理论依据和技术支持。
在概述部分,本文将首先介绍有机农药的种类和使用情况,阐述农药污染土壤的主要途径和机制。
接着,将重点分析农药污染对土壤生物多样性、土壤理化性质以及农产品安全性的影响。
在此基础上,本文将综述现有的土壤修复技术,包括物理修复、化学修复和生物修复等方法,并分析其优缺点和适用范围。
本文将提出未来研究方向和建议,以期为解决有机农药污染土壤问题提供新的思路和方案。
二、有机农药污染土壤现状分析随着现代农业的快速发展,有机农药在农业生产中得到了广泛应用,为保障粮食产量和农产品质量发挥了重要作用。
然而,不合理的使用方式以及农药残留问题,使得有机农药成为土壤污染的主要来源之一。
当前,有机农药污染土壤的现状十分严峻。
一方面,许多地区在农业生产中过度依赖农药,导致土壤中的农药残留量超标。
这些残留农药不仅破坏了土壤结构,降低了土壤肥力,还通过食物链威胁人类健康。
另一方面,由于缺乏科学的农药使用指导和技术支持,农民在使用农药时往往存在盲目性和随意性,进一步加剧了土壤污染问题。
为了深入了解有机农药污染土壤的现状,需要开展系统的调查和评估工作。
这包括对土壤中农药残留的种类、浓度和分布情况进行详细分析,评估农药对土壤生态系统的影响,以及监测农药在土壤中的迁移转化规律。
通过这些研究,可以更加准确地了解有机农药污染土壤的现状,为制定有效的修复技术提供科学依据。
还需要加强对有机农药污染土壤的宣传和教育工作。
土壤污染修复技术研究与应用第一章引言土壤污染是一个全球性的环境问题,对人类健康和生态系统的影响不可忽视。
随着工业化进程的不断推进,大量有害物质被排放到土壤中,导致土壤污染的严重程度不断加剧。
为了保护环境和人类健康,研究和应用土壤污染修复技术是当务之急。
第二章土壤污染的类型与来源土壤污染可由各种因素引起,包括工业废物排放、农药使用、污水灌溉和矿产资源开发等。
不同的污染源导致了不同类型的土壤污染,如重金属污染、有机污染和农药污染等。
了解土壤污染的类型和来源,是开展修复工作的前提。
第三章常见土壤污染修复技术3.1 物理修复技术物理修复技术包括挖掘、焚烧和浸泡等方法,通过改变土壤物理结构和形态,提高有害物质的迁移速率和迁移率,从而降低其在土壤中的含量。
3.2 化学修复技术化学修复技术利用化学物质与污染物发生化学反应并转化为无害或低毒的物质,包括中和、沉淀和还原等方法。
常用的化学修复剂包括活性炭、螯合剂和还原剂等。
3.3 生物修复技术生物修复技术通过利用微生物和植物的功能,降解、吸附或稳定污染物,包括微生物降解、植物修复和生物固化等方法。
生物修复技术具有环境友好性和效果持久性的优点。
第四章土壤污染修复技术的研究进展4.1 技术研究目前,关于土壤污染修复技术的研究主要集中在修复剂的开发和修复过程的优化方面。
研究人员通过改变修复剂的组成和性质,提高其修复效果和稳定性。
同时,还致力于研究修复过程中的关键环节,以提高修复效率和降低成本。
4.2 重金属污染修复技术重金属污染是土壤污染中的一个重要问题,研究者通过开发各种修复剂和修复方法,取得了一定的成果。
例如,利用吸附剂和螯合剂可以有效地降低土壤中重金属的含量。
4.3 有机污染修复技术有机污染是另一个严重的土壤污染问题,研究者通过开展生物降解和化学氧化等研究,取得了一些重要的进展。
例如,利用微生物降解剂可以有效分解土壤中的有机污染物。
第五章土壤污染修复技术的应用与案例分析5.1 工业用地修复工业用地土壤污染严重,对周围环境和人类健康造成很大影响。
农药污染土壤的生物修复研究进展
张献文
【期刊名称】《现代农业科技》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】农药在保障农业安全生产和杀灭病虫草害方面有重要的作用,但长期大量使用化学农药,会造成病虫害耐药性增强、防治成本增加、农产品农药残留升高、农业环境破坏等问题。
生物修复方法具有适用性强、经济性好且不会产生二次污染等优点,在污染土壤修复领域具有较大的应用潜力。
本文从植物修复和微生物修复方面总结了农药污染土壤的生物修复方式,阐述了修复机理及相关研究进展,并对生物修复领域的未来发展进行了展望,以期为生物修复方法的推广和应用提供参考。
【总页数】5页(P132-136)
【作者】张献文
【作者单位】武威第十八中学
【正文语种】中文
【中图分类】X53;X17
【相关文献】
1.土壤农药污染原位生物修复技术及其研究进展
2.农药污染土壤的生物强化修复技术研究进展
3.农药污染土壤生物刺激修复技术研究进展
4.植物-微生物联合修复化学农药污染土壤的研究进展
5.复配农药污染土壤的微生物修复研究进展
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植物修复在农田土壤污染修复中的应用研究植物修复技术是一种利用植物的生理作用和代谢机制,通过植物本身的生长和代谢活动将环境中的有害物质转化、固定或降解的一种方法。
近年来,植物修复技术在农田土壤污染治理中取得了显著的成效。
本文将就植物修复技术在农田土壤污染修复中的应用进行研究与讨论。
一、植物修复技术的原理植物修复技术是基于植物的生态修复能力,通过植物根系、根际和根部微生物,调控土壤中的化学物质和生物有机体,达到净化土壤的目的。
植物修复技术主要包括吸收和积累有害物质、干扰物质迁移、降解有机物质和改良土壤结构等作用。
植物修复过程中,植物通过吸附、积累和转运等方式将有害物质从土壤中吸收,并通过根际微生物的作用,将有害物质转化为无害物质或降解为较低毒性的物质,同时通过植物的根际分泌物改变土壤环境,促进土壤中有害物质的迁移和降解。
植物修复技术是一种天然高效的土壤污染修复方法,具有环境友好、成本低、可持续等优势。
二、植物选择与调控在农田土壤污染修复中,植物的选择对修复效果至关重要。
适宜的植物选择需考虑其对有害物质的吸收能力、适应性和生长快慢等因素。
通常选择具有快速生长、耐污性强、抗胁迫能力高的植物作为修复植物。
常用的修复植物包括一些耐污植物如苦草、菊芋,以及一些高积累植物如剑麻、芦苇等。
同时,通过合理调节土壤环境pH值、温度和湿度等条件,促进植物根系的发育和根际微生物的活动,加快有害物质的吸附、降解和转化过程,提高修复效率。
三、修复技术的具体应用植物修复技术在农田土壤污染修复中有着广泛的应用。
具体而言,可以通过两种途径进行修复:一是利用植物的吸收能力,将有害物质富集于植物体内,达到转移有害物质的目的;二是通过植物根系周围的土壤微生物降解和转化有害物质。
例如,可以利用剑麻等高积累植物修复重金属污染的农田土壤,通过其根系吸附和积累重金属,减少土壤重金属含量。
另外,植物修复技术还可以应用于农药和有机污染物的治理。
在传统的农业生产中,农药的使用量较大,导致土壤中农药残留的问题,而利用耐污植物如苦草、菊芋等进行修复,可以显著降低土壤中农药残留的浓度。
《我国农田土壤重金属污染现状·来源及修复技术研究综述》篇一我国农田土壤重金属污染现状、来源及修复技术研究综述一、引言随着工业化和城市化的快速发展,我国农田土壤面临着日益严重的重金属污染问题。
重金属污染不仅对农产品质量安全构成威胁,而且对生态环境和人类健康造成潜在危害。
因此,了解我国农田土壤重金属污染的现状、污染来源以及修复技术的研究进展,对于保护农田生态环境、保障农产品质量安全具有重要意义。
二、我国农田土壤重金属污染现状我国农田土壤重金属污染问题日益严重,主要污染元素包括镉、铅、汞、砷等。
这些重金属元素主要来源于工业排放、农业活动、城市生活垃圾等。
污染范围广泛,涉及多个省份和地区,给农业生产和生态环境带来严重影响。
三、农田土壤重金属污染来源农田土壤重金属污染的来源主要包括以下几个方面:1. 工业排放:工业生产过程中产生的重金属废水、废气、废渣等,通过排放和降雨等途径进入农田土壤。
2. 农业活动:过度使用化肥、农药等农业投入品,以及污水灌溉等农业活动,导致重金属在土壤中积累。
3. 城市生活垃圾:城市生活垃圾中的重金属通过降雨、地下水等途径进入农田土壤。
四、农田土壤重金属污染修复技术研究进展针对农田土壤重金属污染问题,学者们提出了多种修复技术,包括物理修复、化学修复和生物修复等。
1. 物理修复技术:主要包括客土法、排土法等。
通过将受污染的土壤去除或替换,达到修复目的。
该技术适用于污染较为严重的地区,但成本较高。
2. 化学修复技术:包括淋洗法、钝化法等。
通过向土壤中添加化学物质,使重金属元素发生沉淀、吸附或转化等作用,降低其在土壤中的活性。
该技术具有一定的效果,但需谨慎选择化学物质,避免引发二次污染。
3. 生物修复技术:包括植物修复、微生物修复等。
利用植物或微生物的吸收、转化等作用,降低土壤中重金属的含量。
该技术具有成本低、环保等优点,是目前研究的热点。
五、结论与展望当前,我国农田土壤重金属污染问题亟待解决。
植物对土壤污染的修复与利用植物对土壤污染的修复与利用随着工业化和城市化进程的不断加速,土壤污染问题也日益严重。
土壤污染不仅对环境造成了严重破坏,还会对人类的健康和粮食安全产生负面影响。
因此,寻找有效的土壤修复方法成为了一项迫切的任务。
植物修复污染土壤的技术,即利用植物的生理-生物学特性和耐性,通过吸收、积累和降解毒性物质,降低污染物的含量,改善土壤质量和环境状况。
植物修复技术具有操作简单、成本低廉和对环境友好等优点,因此受到了广泛的关注和应用。
首先,植物修复可以通过植物的吸收作用来去除土壤中的有毒物质。
植物的根系可以吸收土壤中的污染物质,将其转化为无毒的物质,并以生物质的形式积累在植物体内。
例如,铜、锌和铅等重金属污染土壤可以利用一些耐金属植物,如责任报告豆、旱金莲、黑苦草等进行修复。
这些植物对重金属离子具有较好的吸收和转运能力,可以有效地去除土壤中的重金属污染物。
其次,植物修复还可以通过植物根际微生物的作用来降解土壤中的有机污染物。
植物根际微生物是一种生活在植物根际的微生物,它们与植物根系形成共生关系,能够分解和降解土壤中的有机物质。
通过植物根际微生物的作用,可以降解土壤中的农药、石油类和有机溶剂等有机污染物。
例如,白蜡树和宽叶长花南星等植物常被用于修复石油类污染土壤,它们能够分泌出生长因子和改变土壤环境,促进土壤中的微生物分解石油类污染物。
此外,植物修复还可以利用植物的生物学功能来改善土壤环境和提高土壤质量。
植物的根系可以增加土壤的透气性和水分保持能力,改善土壤的通气性和保水性。
植物的生长过程中会释放出多种有机物质和酶,可以改变土壤的酸碱度、氧化还原状态和微生物活动水平,促进有机物质的分解和土壤的结构发育。
植物的生长和枯萎可以使土壤形成一种类似腐植质的物质,提高土壤的肥力和保水能力。
最后,植物修复对土壤污染的利用也是一个重要方面。
一方面,修复后的土壤可以用于农业生产和绿化建设,提高土地的利用效益。
土壤污染治理中的植物修复技术土壤污染是当前全球环境问题中的一大挑战,它严重影响着人类的生存环境和生态平衡。
由于农业、工业和城市发展等活动,土壤污染问题愈发严重,给人类健康和生态系统造成了严重威胁。
在土壤污染治理中,植物修复技术因其绿色、环保、经济等特点成为一种备受瞩目的治理手段。
植物修复技术,简单来说就是利用植物的生长特性和代谢能力来修复受到污染的土壤。
通过植物的吸收、吸附、降解等作用,可以减少或去除土壤中的有害物质,恢复土壤的生态功能,达到治理土壤污染的目的。
在这篇文章中,我们将详细介绍土壤污染治理中的植物修复技术的相关概念、原理、分类、应用以及未来发展趋势。
一、植物修复技术的基本概念和原理植物修复技术是利用植物的吸附、富集、转运、代谢等作用,修复土壤中的有机物、重金属等污染物的技术。
它依托植物的生长特性和代谢能力,通过植物根系和微生物的共同作用,对土壤中的有害物质进行治理。
植物修复技术的原理主要包括以下几点:1. 植物的吸收能力:植物根系具有吸收水分和养分的功能,同时也能吸收土壤中的有害物质,如重金属离子、有机物等;2. 植物的转运和富集作用:植物根系吸收土壤中的有害物质后,通过植物的整体生物过程,将其转移到植物的茎、叶、果实等地方,从而减少土壤中污染物的浓度;3. 植物与微生物的协同作用:植物根际和根系内部的微生物可以协助植物降解土壤中的有害物质,提高土壤的治理效果;4. 生物多样性的促进:在植物修复过程中,选择具有较强适应性、生长迅速、吸收能力强的植物种类,同时保持植物群落的多样性,可以提高土壤修复的效果。
二、植物修复技术的分类植物修复技术根据不同的修复机制和作用方式,可以分为植物吸收技术、植物修复技术和植物-微生物联合修复技术等几类。
1. 植物吸收技术:指利用植物根系对土壤中有害物质进行吸收和富集,达到减少有害物质在土壤中的浓度的目的。
植物吸收技术一般适用于有机物、重金属等某一类污染物的修复。
土壤污染治理中的植物修复技术土壤污染是指土壤中存在的有害物质超过一定标准,对土壤和生态环境产生危害的现象。
土壤污染问题已经成为全球环境保护的重要议题。
针对土壤污染治理,植物修复技术被广泛应用。
植物修复技术是指通过植物的根系、茎叶和根际微生物的合作作用,去除或减少土壤中的污染物质,从而达到修复土壤生态系统的目的。
植物修复技术具有成本低、效果好、适用范围广等优点,已经成为土壤污染治理的重要手段。
植物修复技术主要有以下几种方法:1. 植物吸收植物通过根系吸收土壤中的污染物质,然后通过根系内的导管系统将其输送到地上部分,并通过蒸腾作用释放到大气中。
常用的植物修复技术有金鱼藻、油菜等。
2. 植物沉积部分植物能够将污染物质沉积在根系和茎叶中,并随植物生长逐渐转化或稳定污染物质。
白柳能够富集镉、铜等重金属。
3. 植物代谢植物根际微生物与植物根系共同作用,通过根际微生物对土壤中的污染物质进行代谢作用,将其转化为无毒或低毒的物质。
某些细菌可以降解有机污染物。
4. 植物固定部分植物通过根系分泌物质,与土壤中的污染物质发生化学反应,形成不溶于水的沉淀物,从而将污染物质固定在土壤中。
马尾松和柽柳等植物可以将重金属锌固定在根际。
植物修复技术的应用需要根据具体的土壤污染情况和植物的生态特性进行选择。
常见的土壤污染包括重金属污染、有机污染和农药污染等,而不同植物对不同污染物质的修复效果也不同。
还需要注意植物修复技术在实践中的局限性,如修复周期较长、效果不稳定等。
在实施植物修复技术时,需要综合考虑其他治理手段,如土壤改良和生物学修复等,并与监测评价相结合,以确保治理效果的可持续性和可靠性。
江苏省内农田土壤重金属污染状况及其修复研究随着工业化进程的推进和农业生产的发展,农田土壤重金属污染问题逐渐成为全球范围内的环境和农业生产的重要问题。
江苏省作为中国的经济强省之一,也面临着类似的土壤重金属污染问题。
本文将围绕江苏省农田土壤重金属污染的状况及其修复研究展开探讨。
首先,需要了解江苏省农田土壤重金属污染的现状。
根据相关调查报告,江苏省内部分地区的农田土壤中存在着镉、铅、汞等重金属元素的超标问题。
这主要源于长期以来工业废弃物的不当处理和使用农药、化肥等农业生产活动。
这些重金属元素会通过气态、液态、固态等形式进入土壤,并随着农产品的生长和农田的利用逐渐积累,对农作物生长和人体健康构成潜在风险。
其次,针对江苏省农田土壤重金属污染问题的修复研究已经取得了一定的进展。
主要研究方法包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法主要利用重金属元素的物理性质,如迁移、转化和迁移能力的差异,通过土壤修复技术来降低土壤中重金属的含量,常见的修复技术有堆肥堆添加材料和土壤覆盖等。
化学方法主要通过添加化学剂,如石灰土、磷酸盐和有机物等来改变土壤环境,降低重金属元素的有效性和迁移能力。
生物方法是通过植物和微生物等生物体的生理特性,将土壤中的重金属元素吸附、转化和蓄积,常见的技术有植物修复和微生物修复等。
在江苏省的实际应用中,植物修复技术是被广泛采用的一种修复方法。
通过筛选适应江苏省生态环境的植物物种,引入到受重金属污染的农田土壤中,利用植物的吸收、承载和转运特性,将重金属元素从土壤转移到植物体内,并通过生物吸附和沉积的方式修复土壤。
此外,植物修复还能改善土壤的肥力和结构特性,提升农作物的产量和质量。
另外,微生物修复技术也在江苏省内得到了一定的应用。
微生物具有高效、经济和可持续的特点,能够降解重金属元素和转化有害物质,为土壤修复提供了一种新思路。
研究表明,适当添加合适的微生物菌剂可以显著降低土壤中重金属的浓度,改善土壤环境。
土壤污染治理中的植物修复技术1. 引言1.1 土壤污染对环境和人类健康造成严重威胁土壤污染是当前全球面临的重要环境问题之一,对环境和人类健康都造成严重威胁。
随着工业化和农业生产的快速发展,土壤污染程度不断加剧,主要污染物包括重金属、有机化合物、农药等。
这些污染物会积累在土壤中,影响土壤的生物多样性和生态平衡,进而影响农作物的生长和品质,甚至通过食物链传递给人类,对人体健康产生危害。
土壤污染还会导致土壤质量下降、土地荒芜、水资源污染等严重问题,对农业生产、生态环境和社会可持续发展构成威胁。
加强土壤污染治理,减少污染物对环境和人类健康的危害,具有重要的现实意义和紧迫性。
1.2 植物修复技术在土壤污染治理中具有重要意义植物修复技术在土壤污染治理中具有重要意义,是因为植物具有独特的生物学特性和生理功能,在修复土壤污染过程中可以发挥重要作用。
植物的根系可以渗透土壤深层并吸收污染物质,如重金属离子、有机物等,从而净化土壤。
植物通过光合作用可以将二氧化碳转化为氧气,改善土壤环境氧气含量,有利于土壤中微生物的活动,促进土壤生态系统的恢复和稳定。
植物还可以分泌根系物质,促进土壤微生物的生长,增强土壤的固结性和通透性,改善土壤的物理性质,有利于土壤的修复和恢复。
2. 正文2.1 基本原理及作用机制植物修复技术的基本原理是通过植物的生长代谢过程来修复受污染的土壤。
其作用机制主要包括以下几点:1. 吸附作用:植物根系吸收土壤中的污染物质,并将其富集在植物体内,从而减轻土壤污染的程度。
2. 生物降解作用:一些植物具有生物降解污染物的能力,通过植物根系分泌的物质或植物体内的微生物协同作用,分解有害物质为无害物质。
3. 配位作用:植物根系分泌酸性物质,与土壤中的金属元素形成络合物,使其难溶于土壤中,从而减少金属元素对环境的污染。
4. 生物蒸散作用:植物通过蒸腾作用将土壤中的水分中的有机污染物蒸发至空气中,减少土壤中的有机物含量。
农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展1. 引言1.1 研究背景农田土壤是农业生产的基础,然而受到重金属污染的影响,农田土壤的质量遭受损害,对农作物的生长和发育造成了严重影响。
重金属是一类具有较高毒性和持久性的污染物质,包括铅、镉、汞等元素,它们在土壤中的积累会对土壤生态系统造成不可逆转的破坏。
随着工业化进程的加快和化肥、农药的大量使用,农田土壤重金属污染问题逐渐凸显出来。
研究表明,重金属污染会导致土壤微生物的丰富度和多样性减少,影响土壤呼吸作用和养分循环,降低土壤的肥力和生产力。
由于植物对重金属的吸收和富集能力,农作物的重金属超标问题也日益普遍。
面对农田土壤重金属污染的严峻形势,科研人员们积极探索各种修复技术和方法,以恢复土壤的健康和生产力。
本文将就农田土壤重金属污染的修复技术最新研究进展进行系统综述,从而为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的主要是为了探讨农田土壤重金属污染修复技术的最新进展和未来发展趋势。
通过系统性地总结和分析相关文献,深入了解不同修复技术对于农田重金属污染土壤的作用机制,以及它们在实际应用中的效果和局限性。
通过比较各种修复技术的优缺点,我们可以为农田土壤重金属污染修复技术的选择和优化提供科学依据。
本研究还旨在探讨植物修复技术和微生物修复技术在农田土壤重金属污染修复中的应用前景,为进一步推动农田土壤环境修复技术的发展和应用提供指导。
最终目的是为了促进农田土壤的生态环境恢复,保障农产品质量和农业可持续发展。
2. 正文2.1 重金属污染对农田土壤的影响重金属污染对农田土壤的影响是一个严重的环境问题,会影响农作物的生长和质量,同时也会危害人类健康。
重金属如铅、镉、汞等在土壤中积累过多会导致土壤酸化、微生物死亡、植物缺乏营养等问题,进而影响农作物的产量和质量。
重金属还可能通过农作物的吸收进入人体,引发健康问题,如中毒、癌症等。
农田土壤中的重金属污染不仅对农业生产造成负面影响,也对生态环境产生破坏。
土壤农药污染植物修复研究进展朱雅兰(湖北黄石理工学院环境科学与工程学院,湖北黄石435003)摘要综述了土壤农药污染的植物修复技术,重点分析了植物对土壤农药污染的修复机理,介绍了影响植物修复的主要因素,并对植物修复技术应用于农药污染土壤研究进行了展望。
关键词农药污染;土壤;植物修复;进展中图分类号X53文献标识码A 文章编号0517-6611(2010)14-07490-03Research Progress on the Phytoremediation of Contaminated Soil by Pesticide ZHU Ya-lan (School of Environmental Science and Engineering ,Huangshi Institute of Technology ,Huangshi ,Hubei 435003)Abstract The phytoremediation technology of pesticide-contaminated soil was summarized.The repair mechanisms of pesticide-contaminated soilby plants were mainly analyzed.The main factors affecting plant restoration were introduced.And vegetation restoration techniques used in pesti-cide-contaminated soil study was forecasted.Key words Pesticide pollution ;Soil ;Phytoremediation ;Progress基金项目黄石理工学院项目(2008XJ17)资助。
作者简介朱雅兰(1964-),女,湖北黄石人,硕士,副教授,从事环境监测与环境工程的科研及教学工作。
收稿日期2010-02-01农药长期使用带来的土壤环境污染引起了国内外专家学者的普遍关注[1]。
20世纪50年代开始,人们对农药的修复进行了大量的研究。
植物修复作为生物修复中的一种重要类型,与传统的物理、化学修复方法相比较,具有投入低、治理效果明显、不易产生副作用、可恢复和建设生态环境的特点,已经成为环境污染研究的一个热点[2-5],植物修复技术即利用植物能忍耐和超量积累环境中污染物,利用植物的生长来清除环境中污染物的方法[6-8]。
植物修复农药污染环境的机理很复杂,经历的过程可能包括吸附、吸收、转移、降解、挥发等。
植物修复的5种方式[9-10]:①植物提取。
植物直接吸收有机污染物并在体内蓄积,植物收获后才进行处理。
收获后可以进行热处理、微微生物处理和化学处理。
②植物降解。
植物本身及其相关微生物和各种酶系将有机污染物降解为小分子的CO 2和H 2O ,或转化为无毒性的中间产物。
③植物稳定。
植物在与土壤的共同作用下,将有机物固定并降低其生物活性,以减少其对生物与环境的危害。
④植物挥发。
植物挥发是与植物吸收相连的,它是利用植物的吸取、积累、挥发而减少土壤有机污染物。
⑤根际作用。
利用植物根际圈微生物及根释放的各种酶的降解作用来转化有机污染物,降低或彻底消除其生物毒性,从而修复有机污染土壤。
笔者拟就近年来国内外农药污染土壤的植物修复研究近况进行综述。
1植物修复的机理大量研究表明,植物对土壤中农药的修复主要有3种机制[11-13]:1.1植物的直接吸收和降解植物从土壤中直接吸收有机物,将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中,这是植物去除环境中中等亲水性有机污染物(辛醇-水分配系数log Kow =0.5 3)的一个重要机制。
疏水有机化合物(log Kow >3.0)易于被根表强烈吸附而难以运输到植物体内,比较容易溶于水的有机物不易被根表吸附而易被运输到植物体内[11,14-16]。
化合物被吸收到植物体后,植物根对有机物的吸收直接与有机物的相对亲脂性有关。
植物吸收有机污染物的途径及其影响因素一般认为,植物通过根部吸收有机污染物的途径有3条[17]:质外体、共质体和质外体-共质体。
这些化合物一旦被吸收后,会有多种去向:植物可将其分解,并通过木质化作用使其成为植物体的组成部分,也可通过挥发、代谢或矿化作用使其转化成CO 2和H 2O ,或转化成为无毒性的中间代谢物如木质素,储存在植物细胞中,达到去除环境中有机污染物的目的[18]。
有机污染物直接被植物吸收取决于植物的吸收效率、蒸腾速率以及污染物在土壤中的浓度。
而吸收率反过来取决于污染物的物理化学特征、污染物的形态以及植物本身特性。
蒸腾率是决定污染物吸收的关键因素,其又决定于植物的种类、叶片面积、营养状况、土壤水分、环境中风速和相对湿度等[19-20]。
1.2植物释放酶的降解作用植物可释放物质到土壤中,包括酶及一些糖、醇、蛋白质、有机酸等。
植物释放到根际土壤中的酶可直接降解农药等有机污染物。
研究发现,某些能降解污染物酶来源于植物而不是微生物,人们利用植物根中的硝基还原酶对含硝基有机污染物进行降解,相似研究还发现植物中的脱卤素酶和漆酶可被用来降解含氯有机物。
与植物酶有关的有机物降解非常快,致使化学污染物从土壤中的解吸和转移成为限速步骤[20]。
植物释放酶并可刺激根际微生物的活性,它们与脱落的根冠细胞一起为根际微生物提供重要的营养物质,促进根际微生物的生长和繁殖。
并且,其中的有些分泌物也是微生物共代谢的基质。
研究表明:植物根际微生物明显比空白土壤中多,这些增加的微生物能增加环境中的有机物质的降解。
对多环芳烃降解的研究显示,植物使根际微生物密度增加,多环芳烃的降解增加。
植物酶对各种杀虫剂、除草剂等外源有机物的降解起着重要的作用,但植物修复还需靠整个植物体系来实现。
游离在土壤中的酶会在不利环境条件如不适宜的酸碱度、过高的金属离子浓度或细菌毒素等情况下被摧毁或钝化。
而植物的生长可以中和土壤中的pH 、吸着或螯合重金属,酶被保护在植物体内或吸附在植物表面,不会受到损伤,从而保持其降解活性[23]。
1.3根际微生物的联合矿化作用根际是受植物根系影响的根—土界面的一个微区,也是植物—土壤—微生物与其环责任编辑胡剑胜责任校对卢瑶安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2010,38(14):7490-7492,7500境条件相互作用的场所,这个区与无根系土体的区别即是根系的影响。
由于根系的存在,增加了微生物的活动和生物量,关于这方面有许多文章报道[24-26]。
微生物在根际区和根系土壤中的差别很大,一般为5 20倍,有的高达100倍,这种微生物在数量和活动上的增长,很可能是使根际非生物化合物代谢降解的因素。
而且植物的年龄、不同的植物的根,例如有瘤或无瘤,根毛的多少以及根的其他性质,都可以影响根际微生物对特定有毒物质的降解速率。
根际微生物的群落组成依赖于植物根的类型(直根、丛根)、物种类、植物年龄、土壤类型以及植物根系接触有毒物质的时间。
根际区的CO2浓度一般要高于无植被区的土壤,根际土壤的pH值与无植被的土壤相比较要高1 2个单位。
氧浓度、渗透和氧化还原势以及土壤湿度也是植物影响的参数,这些参数与植物种和根系的性质有关。
根系与土壤物理、化学性质不断地变化,使得土壤结构和微生物环境也不断变化。
植物和微生物的相互作用是复杂的,互惠的。
植物根表皮细胞和根细胞的脱落,为根际的微生物提供了营养和能源,如碳水化合物和氨基酸,而且根细胞分泌粘液(根生长穿透土壤时的润滑剂)和其他细胞的分泌液构成了植物的渗出物,这些都可以成为微生物重要的营养源。
另外,植物根系巨大的表面积也是微生物的寄宿之处。
微生物群落在植物根际区繁殖活动,根分泌物和分解物养育了微生物,而微生物的活动也会促进根系分泌物的释放。
最明显的例子是有固氮菌的豆科植物,其根际微生物的生物量、植物生物量和根系分泌物都有增加。
这些条件可促使根际区有机化合物的降解。
植物促进根际微生物对有机污染物的转化作用,已被很多研究所证实。
植物根际的菌根真菌与植物形成共生作用,有其独特的酶途径,用以降解不能被细菌单独转化的有机物。
植物根际分泌物刺激了细菌的转化作用,在根区形成了有机碳,根细胞的死亡也增加了土壤有机碳,这些有机碳的增加可阻止有机化合物向地下水转移,也可增加微生物对污染物的化作用[27]。
另有研究发现微生物对阿特拉津的矿化作用与土壤有机碳成分直接相关[28]。
2影响植物修复的主要因素2.1农药污染物的物理化学性质土壤农药污染植物修复的效果直接决定于污染物的生物可利用性,并与污染物的物理化学性质如:H、Kow、分子大小、分子结构、半衰期及离解常数等有关。
疏水性较强、蒸汽压较大的污染物主要一起抬形式通过叶面气孔或角质层被植物吸收,因此,土壤中半衰期小于10d、H>10-4的有机物不宜采用植物修复。
污染物必须通过根系一层疏水性的硬组织带才能进入内表皮,达到管胞和导管组织,并进一步通过木质部向上转移。
污染物的水溶性越强,通过硬组织的进入内表皮的能力越小,但进入内表皮后水溶性大的污染物更易随植物体内的蒸腾流向上迁移。
污染物的分子量和分子结构会影响植物修复效率。
植物根系一般容易吸收分子量小于500的有机化合物。
分子量较大的非分极性有机化合物银杯跟表面强烈吸收不易被植物吸收转运。
分子结构不同的污染物会引起对植物的毒害性不同而影响植物修复效率,如:氯代苯酚对农作物的危害随苯环上氯原子个数的增加而加大,在氯原子个数相同时,邻位取代毒性最大[28]。
2.2植物种类植物种类是植物修复的关键因子。
如何寻找、选用土壤有机污染植物修复的特性植物是当前该领域的难点和前沿问题之一。
不同植物的蒸腾作用强度不同,对污染物的稀释转运能力不同。
另外,由于组织成分不同,不同植物的积累、代谢污染物的能力也不同。
脂质含量高的植物对亲脂性有机物的吸收能力强。
植物种类不同对污染物的稀释机制存在差异,即使同类作物间也会有所区别。
植物不同部位累计污染物的能力不同,对多数植物来说,根系累计污染物的能力大于茎叶和籽实。
植物不同生长季节,由于代谢活动强度不同,吸收污染物的能力也不同。
植物根系形态对植物吸收污染物有显著影响,须根比主根具有更大的表面积,且经常处在表层,而土壤表层比下层含有更多的污染物,因此,须根吸收污染物的量高于主根。
另外,根系类型不同,根面积、根分泌物、酶、菌根等的数量和种类都不同,导致根际对污染物的降解能力存在差异[28]。
2.3土壤性质土壤物理性质如:土壤颗粒组成、酸碱性、矿物质和有机质含量、土壤水分等,对植物吸收污染物具有显著的影响。