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植物生态修复技术的研究

周德春  
【摘要】:近年来,随着城市化、工业化以及农业集约化的发展,重金属及有机物等污染问题日益突出。由于重金属、有机污染物等在土壤和水体环境中具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点,采用传统的物理、化学等工程方法治理,不仅导致土壤结构破坏、活性和肥力退化,而且治理工程量大、投资昂贵,对大面积的污染实施治理难度较大。植物修复技术克服了传统修复的缺点,具有投资和维护成本低、易于后处理、对环境扰动少等优点,在吸收土壤重金属等污染物的同时,可清除土壤周围的大气或水体中的污染物,有较高的美化环境价值,易为社会所接受。因此,植物修复技术的基础理论和实际应用已成为国际学术界研究的热点。 植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染物的理论为基础,利用植物及其共存微生物体系消除环境中污染物的一门环境污染治理技术。本文通过植物修复技术的机理性分析,重点分析和研究了植物修复土壤重金属污染物、有机污染物、化学性大气污染物的作用机理。探讨了土壤的酸碱度、氧化还原电位Eh、共存物质、污染物间的复合效应、营养物质、植物激素、生物因子等诸多环境因素对植物修复的影响。指出了植物修复技术的关键就是找到对某种污染物具有特殊吸收富集能力的植物种或基因型,即“超富集植物”,并且就超富集植物的特征、生理机制、主要超富集植物的筛选归类等作了详细的介绍。 在植物修复技术的应用研究中,本文以我国常见的观赏性植物月季、栀子、菊花等三种植物为试验的对象,采用温室盆栽的方法进行了为期5个多月的田间试验研究,以检验这三种植物修复Cd污染土壤的可行性及其潜力。在分别加入含Cd为5、10、20、30、40、50mg/kg的土壤中,用这三种植物修复150天后,其结果为:月季、栀子、菊花平均净积累cd的量分别为88.191 mg.kg-1、10.236 mg.kg-1、2.958 mg.kg-1,月季、栀子、菊花对土壤中cd的去除率分别达到了20.52%、3.07%、1.00%。实验表明,植物富集土壤cd污染的能力存在较明显的差异,月季与栀子和菊花相比,表现出了较强的富集能力,并且抗性较强,因此可以作为Cd污染土壤的修复植物;栀子富集Cd的能力较月季低近9倍、高出菊花近4倍,因此只能作为Cd污染土壤的辅助修复植物;菊花富集Cd的能力和抗性均较差,不宜作为Cd污染土壤的修复植物。 此外,在植物修复技术的应用研究过程中,针对土壤、矿区尾矿库、大气、水体等环境中的有机污染物、放射性污染物、气态污染物、富营养化水体等污染的现状和特点,提出了解决这些污染的植物修复方案,为植物修复的应用途径构建了良好的技术平台。 本文在阐述植物修复技术的机理性分析和应用研究的同时,指出了不同修复技术的优缺点和控制的因素,提出了今后需要进一步研究的重点问题以及发展方向。研究结果证明,植物修复技术是世界上一项实用性和有效性很强的生态修复治理技术,它必将对我国乃至世界的环境污染治理、生态恢复重建产生重大的现实意义和深远的历史意义,因而有着广阔的应用前景和推广价值。


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