如何通过植物修复技术治理农田土壤重金属污染
通过植物修复技术治理农田土壤重金属污染
一、生物修复
1、选择金属耐性物，既能够耐受金属毒性，也能够适应干旱和极端贫瘠的基质条件，特别适用于稳定和改良矿业废弃地。在一定管理条件和水肥条件下，耐性植物能在废弃地上很好地生长，随着耐性植物对基质的逐渐改善，其他野生植物也逐渐侵入，最终可形成一个稳定的生态系统。金属富积植物能够在含不同重金属的基质上正常生长，在植物体内往往积累大量的重金属(1 000Ⅱlg／kg以上，干重)，因此，可以通过反复的种植和刈割的方法，即可除去土壤中的大部分重金属，它特别适用于解除轻度重金属污染的矿业废弃地土壤。
2、引入固氮生物。利用生物固氮作用在重金属含量较低的废弃地进行土壤改植被重建显出很大的作用和潜力。。对于具较高重金属毒性的废弃地，必须用相应的工程措施(如掺入一定比例的污水污泥等)以解除其毒性，保证植物结瘤固氮。菌根能够有效地利用基质中的磷，而且不受尾矿中富含金属的毒害，所以将其接种于相应的共生树种，可以较好地适应废弃地的生境，这对尾矿上植物定居起着重要作用，达到一定的改良目的。
二、利用物理的方法进行污染土壤的修复，主要包括换土法、翻耕混匀法、去表土法、表层洁净土壤覆盖法等。换土法指重污染土壤则多采用客土或换土的方式，但换出的土壤应进行妥善处理；稀释法（翻耕混匀）指在污染土壤中加入大量未被污染的土壤来降低重金属含量；去表土法指将受到重金属污染的表层土壤清除，然后进行翻耕；深耕翻土法（旋耕法）指污染程度轻、土层厚、面积小的污染场地可采用深耕翻土的方法。
如何修复镉超标的土壤
1. 工程措施
包括客土法、换土法、深耕翻土法、固化、稳定化方法、电动力修复法等，工程措施具有稳定、见效快的优点，但存在工程量大、投资费用高、二次污染隐患等缺点，不适宜大面积污染土壤的治理。
2. 化学治理措施
包括淋溶法、施用改良剂等方法，能够在短期内降低土壤中重金属的毒性和生物有效性，因人为向土壤中施加化学药剂，易造成二次污染，且该方法是一种原位修复方法，重金属Cd仍存留在土壤中，容易再度活化危害植物，其潜在威胁并未消除。
3. 农业生态修复措施
通过调节诸如土壤水分、土壤pH值、土壤阳离子代换量(CEC)、CaCo3和土壤氧化还原状况及气温、湿度等因素，降低Cd生物有效性，以减弱重金属对植物的毒害作用。Cd形态发生了改变，但仍存在土壤中，容易再度活化，对生物产生危害。
4. 微生物修复
微生物抗重金属机制包括生物吸附、胞外沉淀、生物转化、生物累积和外排作用。微生物一方面可以降低土壤中重金属的毒性，并可以吸附积累重金属；另一方面可以改变根系微环境，从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。目前，大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平，实例研究还不多，无法大面积推广。
5. 动物修复
利用土壤中的某些低等动物如蚯蚓进行重金属cd污染修复的研究仍局限在实验室阶段，且因受低等动物生长环境等因素制约，其修复效率一般，并不是一种理想的修复技术。
6. 植物修复
将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后将重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。
6.1 植物提取法是利用一些植物对某种重金属的吸收和在地上部的蓄积，并通过收获地上部达到减少土壤重金属含量的目的。是比较有前景的修复方法。
6.2 植物挥发是指植物吸收土壤中的重金属，将体内重金属转化为可挥发的状态，并通过植物的叶片等部位挥发出去，从而降低土壤中重金属含量。挥发出的重金属会造成大气的重金属污染。
6.3 植物稳定是通过吸收、分解、氧化、固定等过程，降低重金属的流动性和生物可利用性，防止重金属的渗漏和转移，减少重金属对植物的危害。重金属Cd仍存留在土壤中
二、超积累植物
1. 特征
1）超积累植物地上部分的重金属含量是同等生境条件下其它普通植物含量的 100 倍以上。镉为100mg／kg。
2）地上部的重金属含量高于根部该种重金属含量，即运转率大于1。
3）地上部重金属含量高于土壤含量，即富集系数大于1。
2. 局限性
1）超积累植物一般植株矮小，生物量低，生长缓慢，季节性较强，不易机械化作业，修复效率不高。
2）多为野生型植物，对生物气候条件的要求也比较严格，区域性分布较强，引种受到严重限制。
3）专一性强，一种植物往往只作用于一种或两种特定的重金属元素，对土壤中其他含量较高的重金属则表现出中毒症状，从而限制了在多种重金属污染土壤治理。
4）植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属重返土壤。
5）防止植物的籽实可能被误食导致食物链污染。
3. 镉积累植物
公认的镉超积累植物只有遏蓝菜属的少数几种植物。但遏蓝菜属植物生长缓慢、植株矮小、 地上部生物量小，在实际应用中受到限制。
镉富集植物：蕨类、向日葵、油菜、月季等花卉作物、杂草。
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