1、环境修复中植物的应用1、什么是生物修复一、基本知识 生物修复技术主要是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到清除环境污染的目的。狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下,利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。广义的生物修复通常是指利用各种生物(包括微生物,动物和植物)的特性,吸收、降解、转化环境中的污染物,使受污染的环境得到改善的治理技术。广义的生物修复可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大类。污染环境的植物修复1、什么是植物修复 植物修复是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发
2、、降解和转化作用来清除环境中污染物质的一项新兴的污染治理技术。具体地说植物修复就是利用植物本身特有的利用、分解和转化污染物的作用,利用植物根系特殊的生态条件加速根际圈的微生态环境中的微生物的生长繁殖,以及利用某些植物特殊的积累与固定能力,提高对环境中某些无机和有机污染物的脱毒和分解能力。广义的植物修复包括利用植物修复重金属污染的土壤、利用植物净化空气和水体、利用植物清除放射性核素和利用植物及其根际微生物共存体系净化土壤中的有机污染物。狭义的植物修复技术主要指利用植物清除污染土壤中的重金属。2、植物修复的类型 根据植物修复在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为6种基本类型:植物转移 植物通过
3、叶表孔隙挥发水分的形式转移在水系中的污染物。如白杨、桉树、河香柏等树木具有很深的根系,每天可以蒸腾大量的水,将水中某些污染物转移至植物体内。植物提取修复 利用陆生或水生植物超量吸收一种或几种重金属,并富集到可收割部分再进行集中处理。为应用最多和最有发展前途的植物修复技术。植物挥发修复 将挥发性污染物吸收到植株体内,再转化为气态物质释放到大气中,主要集中在挥发性重金属修复方面,如汞、硒、砷。植物降解修复 两种途径:一是将污染物吸收到植株体内储存于组织中或矿化,二是分泌物质直接降解根系圈内有机污染物。根际圈生物降解修复 利用植物根际圈菌根真菌、专性或非专性细菌等微生物的降解作用来转化有机污染物,降
4、低或彻底消除其生物毒性。其中植物对根际圈降解微生物起到活化的作用,此外根分泌的一些有机物质也是细菌通过共代谢降解有机污染物质的原料。这种修复方式实际上是微生物与植物的联合作用过程,其中微生物在降解过程中起主导作用。植物固定稳定化修复 一是通过耐性植物根系分泌物质来积累和沉淀根际圈附近的污染物质,二是利用耐性植物在污染土壤上的生长来减少污染土壤的风蚀和水蚀,防止污染物质迁移和扩散。3、植物修复的特点 优点包括:资源丰富,开发和应用潜力巨大在实践应用中有了良好的技术保障;能耗较低,可防止水土流失,创造生态效益和经济效益,符合可持续发展战略的理念;修复工艺操作简单,成本低,减少了公众的担心,可以在大
5、面积污染范围内实施。缺点包括:具有不确定性和多学科交叉性,受环境条件和病虫害影响较大;受植物栽培和生长的限制,周期较长。4、植物修复作用原理 植物修复作用原理如图9所示,主要是通过植物自身的光合、呼吸、蒸腾和分泌等代谢活动与环境中的污染物质和微生态环境发生交互反应,从而通过吸收、分解、挥发、固定等过程使污染物达到净化和脱毒的修复效果。图9 植物修复作用原理示意图(1)根的生理作用 首先,植物根具有深纤维根效应,根的形态可以影响土壤的物化性质以及污染物的生物可利用性和降解程度。其次,根可以通过吸收和吸附作用在根部积累大量的污染物质,加强了对污染物质的固定,其中根系对污染物质的吸收在污染土壤修复中
6、起重要作用。再次,根还有生物合成的作用,可以合成多种氨基酸、植物碱、有机氮和有机磷等有机物,同时还能向周围土壤中分泌有机酸、糖类物质、氨基酸和维生素等有机物,降低根际圈内污染物质的可移动性和生物有效性,减少污染物对植物的毒害。(2)根际生物圈 植物根际圈指由植物根系和土壤微生物之间相互作用而形成的独特圈带,包括根系、与之发生相互作用的生物,及受这些生物活动影响的土壤,是一个良好的适应微生物群落生长的生态环境,是由土壤为基质,以植物的根系为中心,聚集了大量的细菌、真菌等微生物和蚯蚓、线虫等一些土壤动物的独特的“生态修复单元”。植物的根系从土壤中吸收水分、矿质营养的同时,向根系周围土壤分泌大量的有
7、机物质,而且其本身也产生一些脱落物,这些物质促使某些土壤微生物和土壤动物在根系周围大量地繁殖和生长,使得根际圈内微生物和土壤动物数量远远大于根际圈外的数量,而微生物的生命活动如氮代谢、发酵和呼吸作用及土壤动物的活动等对植物根也产生重要影响,它们之间形成了互生、共生、协同及寄生的关系。(3)有机污染物的修复机制植物修复有机污染有以下三种机制:有机污染物的直接吸收和降解 植物根对中度憎水有机污染物有很高的去除效率,包括BTX、氯代溶剂和短链脂肪族化合物等(0.5lgKow 3.0)。根系对有机污染物的吸收程度还取决于有机污染物在土壤水溶液的浓度、植物的吸收率和蒸腾速率。酶的作用 一般来说,植物根系
8、对有机污染物吸收的强度不如对无机污染物如重金属的吸收强度大,植物根系对有机污染物的修复,主要是依靠根系分泌物对有机污染物产生的配合和降解等作用,以及根系释放到土壤中酶的直接降解作用得以实现。例如从沉积物中鉴定出的脱卤酶、硝酸还原酶、过氧化物酶、漆酶和脂水酶均来自植物的分泌作用。根际的微生物降解 植物以多种方式帮助微生物转化,根际圈在生物降解中起着重要作用。(4)重金属的修复机制植物修复重金属有以下四种机制:植物对重金属的移运 通过蒸腾拉力和扩散途径使重金属到达根表面;重金属的跨膜运输;重金属在穿过根的中柱,进入导管,并向植株上部传输。植物积累 将重金属富集和固定于植株上部的组织中,有的可实现超
9、积累,该类植物往往被选为修复植物。植物挥发 植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质,释放到大气中,目前在这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。植物稳定 利用植物吸收和沉淀固定土壤中的大量有毒金属,以降低其生物有效性并防止其进入地下水和食物链,从而减少其对环境和人类健康的污染风险。5、植物修复的影响因素影响植物修复的环境因子包括:土壤酸碱度 土壤中绝大多数重金属是以难溶态存在的,其可溶性受pH值限制,进而影响到植物的吸收与利用;根际圈微生物对有机污染物的降解活性同时也受到土壤pH的影响。氧化还原电位 重金属多为过渡元素,在不同的氧化还原状态下,有不同的价态、溶解性和毒性。共存物质 例
10、如络合-螯合剂和表面活性剂就有对重金属的增溶和增加吸收作用。另外还有污染物间的复合效应、营养元素、植物激素以及生物因子等影响因素。(1 1)植物修复在空气污染中的应用)植物修复在空气污染中的应用 (2 2)植物在水环境污染中的应用)植物在水环境污染中的应用 (3 3)植物在土壤污染中的应用)植物在土壤污染中的应用 6、植物修复在环境污染中的应用(1)植物修复在空气污染中的应用)植物修复在空气污染中的应用 氮氧化物氮氧化物NxOy是污染空气的一类主要化合物,是污染空气的一类主要化合物,NO2同同O3在光照的条件下容易形成光化学烟雾,在光照的条件下容易形成光化学烟雾,N2O是一种能引起是一种能引起
11、温室效应的气体,它可以辐射传热温室效应的气体,它可以辐射传热,破坏同温层的破坏同温层的O3。某些。某些植物将氮氧化物转化为氨基酸或以其为氮源加以利用植物将氮氧化物转化为氨基酸或以其为氮源加以利用,利用利用这些植物去除空气中的氮氧化物无疑是环保节能的好方法这些植物去除空气中的氮氧化物无疑是环保节能的好方法。Hiromichi Morikawa 等人详细研究了等人详细研究了NO2被被217种高等种高等植物、植物、50种野生草本植物、种野生草本植物、60种人工培育的草本植物和种人工培育的草本植物和107种木本植物吸收和还原为种木本植物吸收和还原为N2的情况,结果表明辛荑对的情况,结果表明辛荑对NO2
12、吸收最高,达吸收最高,达12.7mg/g(干重干重);菊科、桃金娘科、茄科和;菊科、桃金娘科、茄科和杨柳科有较高的还原杨柳科有较高的还原N2的能力。的能力。(2 2)植物在水环境污染中的应用)植物在水环境污染中的应用 水环境中的污染大致可分为三类水环境中的污染大致可分为三类:无机营养元素如氮、磷等;无机营养元素如氮、磷等;有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃PAHsPAHs、炸、炸药等;药等;重金属的污染重金属的污染 。无机营养元素如氮、磷等去除无机营养元素如氮、磷等去除 利用水生植物去除由氮、磷等无机营养元素引利用水生植物去除由氮、磷等无机营养元素引起的水体富
13、营养化问题已有大量研究。起的水体富营养化问题已有大量研究。种植莲藕、水稻既可以去除氮、磷种植莲藕、水稻既可以去除氮、磷,又有很好又有很好的经济价值;被制成浮床的水芹、多花黑麦草等对的经济价值;被制成浮床的水芹、多花黑麦草等对去除水体中的氮、磷和抑制藻类滋生均有明显的作去除水体中的氮、磷和抑制藻类滋生均有明显的作用。这些植物发达的根系及与根系共生或混生的微用。这些植物发达的根系及与根系共生或混生的微生物往往共同对水环境起着净化作用。生物往往共同对水环境起着净化作用。有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃PAHsPAHs、炸药等去除、炸药等去除 利用某些植物具有降解、
14、矿化污染物为毒性弱利用某些植物具有降解、矿化污染物为毒性弱的小分子、无机物的特性的小分子、无机物的特性,修复受污染的水体。修复受污染的水体。水葫芦水葫芦可以去除水体中的有机磷农药、染料、可以去除水体中的有机磷农药、染料、酚、多环芳烃、甲基对硫磷等有机污染物;酚、多环芳烃、甲基对硫磷等有机污染物;浮萍浮萍、伊乐藻伊乐藻对杀虫剂对杀虫剂DDTDDT降解有明显的作用降解有明显的作用,金鱼藻、伊金鱼藻、伊乐藻或浮萍乐藻或浮萍可以显著降低地表水中异丙甲草胺浓度可以显著降低地表水中异丙甲草胺浓度;长春花可用于修复受炸药长春花可用于修复受炸药TNT TNT 污染的地表水污染的地表水;龙葵能龙葵能有效地降解有
15、效地降解PCBsPCBs。重金属去除重金属去除 植物通过根系吸收、浓缩和沉淀水体中有毒有植物通过根系吸收、浓缩和沉淀水体中有毒有害重金属是非常具有吸引力的一种含重金属废水的害重金属是非常具有吸引力的一种含重金属废水的处理方法处理方法,是目前研究的热点问题。是目前研究的热点问题。用于修复水体污染物的植物大多是沉水和水面用于修复水体污染物的植物大多是沉水和水面漂浮植物漂浮植物,其中如其中如绿藻绿藻对对CdCd、HgHg、CuCu、Pb Pb 的去除的去除率可达率可达80%-90%;80%-90%;黑麦草黑麦草对黄金废水不仅有很强的净对黄金废水不仅有很强的净化能力化能力,而且也具有很高的富集功能而且
16、也具有很高的富集功能,其根部的含其根部的含金量最高可达金量最高可达784 g/t(784 g/t(干重干重)。植物种苗对水中重金属的去除作用比植物根的去除作用植物种苗对水中重金属的去除作用比植物根的去除作用更强,利用植物种苗去除水中重金属被称为种苗过滤,是修更强,利用植物种苗去除水中重金属被称为种苗过滤,是修复含重金属废水发展的新方向。复含重金属废水发展的新方向。渠荣遴等人研究了玉米、豌豆、蓖麻和向日葵等作物种渠荣遴等人研究了玉米、豌豆、蓖麻和向日葵等作物种苗对水体中苗对水体中ZnZn、PbPb、CuCu的去除作用,结果表明的去除作用,结果表明:蓖麻蓖麻对对ZnZn的积的积累最高,达累最高,达
17、30.0m g/g30.0m g/g;向日葵向日葵对对PbPb的积累最高的积累最高,达达91.6 91.6 mg/gmg/g;向日葵向日葵对对Cu Cu 的积累最高的积累最高,达达24.3 m g/g24.3 m g/g,其茎、叶中,其茎、叶中也有一定量的铜积累。也有一定量的铜积累。荷花荷花香蒲香蒲再力花再力花【拉丁学名】Thalia dealbata凤眼莲凤眼莲狐尾藻狐尾藻大型水生植物的大型水生植物的4种生活型种生活型生活型生活型生长特点生长特点代表种类代表种类挺水植物挺水植物根茎生于底泥中,植物根茎生于底泥中,植物体上部挺出水面体上部挺出水面荷花、香蒲、再力花等荷花、香蒲、再力花等浮叶根生
18、浮叶根生植物植物根茎生于底泥,叶漂浮根茎生于底泥,叶漂浮于水面于水面凤眼莲、睡莲、荇菜等凤眼莲、睡莲、荇菜等漂浮植物漂浮植物植物体完全漂浮于水面,植物体完全漂浮于水面,具有特化的适应漂浮生具有特化的适应漂浮生活的组织结构活的组织结构浮萍、满江红等浮萍、满江红等沉水植物沉水植物植物体完全沉于水气界植物体完全沉于水气界面以下,根植于底泥或面以下,根植于底泥或漂浮于水中漂浮于水中狐尾藻、金鱼藻等狐尾藻、金鱼藻等水生植物的生态分布 植物带分布在稳定的植物带分布在稳定的水体中,自沿岸带向水体中,自沿岸带向深水区作同心圆式分深水区作同心圆式分布,从沿岸向湖心方布,从沿岸向湖心方向各生活型的位置依向各生活型
19、的位置依次为:次为:湿生植物湿生植物-挺水植挺水植物物-浮叶和漂浮植物浮叶和漂浮植物-沉水植物。沉水植物。大型大型水生植物的植被结构水生植物的植被结构比陆生植被简单:各比陆生植被简单:各层片基本不重叠,植层片基本不重叠,植物群丛基本为单优势物群丛基本为单优势群丛或两种共同优势群丛或两种共同优势群丛。群丛。1 1、大型水生植物能吸收或分解哪些污染物、大型水生植物能吸收或分解哪些污染物?2 2、水生植物在湿地中的作用是什么?、水生植物在湿地中的作用是什么?3 3、挺水植物在天然水体水质净化中的作用、挺水植物在天然水体水质净化中的作用有哪些?有哪些?思思 考:考:一、一、水生植物的水质净化作用水生植
20、物的水质净化作用太湖水生植物治理巢湖富营养化,2006 滇池滇池,2008年年07月月 水源保护地(一)大型水生植物的水质净化功能解解剖剖特特点点与与陆陆生生植植物物相相似似,其其中中单单子子叶叶植植物物茎茎叶叶的的角角质质层层发发达达,根根有有抗抗淹淹性。性。监测点监测点 浊度浊度/NTU透明度透明度/mDOmg/LORP/mvTN/mg/LTP/mg/LCOD/mg/LPAR个个/ml有草区有草区 7.01.07.693531.230.155.63257无草区无草区 15.70.574.952981.800.207.783839悬浮物质悬浮物质大型水生植物对水源保护地水质净化作用大型水生植
21、物对水源保护地水质净化作用溶解氧溶解氧氮、磷氮、磷有机污染物有机污染物蓝绿藻蓝绿藻1、促进悬浮物质的沉降物理作用(1)物理作用)物理作用 水体中水生植物生长旺盛水体中水生植物生长旺盛,根系发达根系发达,与水体接触与水体接触面积大面积大,形成密集的过滤层。水流缓慢时重金属和形成密集的过滤层。水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降下来。同时还可以增强底悬浮颗粒被阻隔而沉降下来。同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度。质的稳定和降低水体的浊度。(2 2)生物化学作用)生物化学作用 芦苇根际氧的分布示意图光合作用产生的光合作用产生的O O2 2和大气中的和大气中的O O2 2直接输送到植株直接输送到
22、植株各处各处,并向水中扩散并向水中扩散,一方面根系通过释放一方面根系通过释放O O2 2,氧化氧化分解根系周围的沉降物分解根系周围的沉降物;另一方面使水体底部和基另一方面使水体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧小区质土壤形成许多厌氧和好氧小区,为微生物活动创为微生物活动创造条件造条件,进而形成进而形成“根际区根际区”。2、吸收、分解污染物(1)对氮、磷的吸收。对氮、磷的吸收。大型水生植物可直接吸收和利用可利用态氮、磷,起到去大型水生植物可直接吸收和利用可利用态氮、磷,起到去氮、去磷的作用。当水生植物被收割运移出水生生态系统氮、去磷的作用。当水生植物被收割运移出水生生态系统时,大量的营养物质也随之
23、从水体中输出,从而达到净化时,大量的营养物质也随之从水体中输出,从而达到净化水体的作用。水体的作用。提问提问:与浮游藻类相比,大型水生植物的突出优与浮游藻类相比,大型水生植物的突出优 势在哪里?势在哪里?与藻类相比,大型水生植物的特点是更易于人工操纵,与藻类相比,大型水生植物的特点是更易于人工操纵,即可通过人工收获将其固定的氮、磷带出水体。这些特即可通过人工收获将其固定的氮、磷带出水体。这些特点是利用大型水生植物进行污水处理,特别是针对湖泊点是利用大型水生植物进行污水处理,特别是针对湖泊富营养化治理的理论基础。富营养化治理的理论基础。(2)对重金属和有机物的吸收和富集。对重金属和有机物的吸收和
24、富集。不同类型的大型水生植物对重金属的吸收能力不同类型的大型水生植物对重金属的吸收能力为:为:沉水植物沉水植物漂浮植物漂浮植物挺水植物。挺水植物。凤眼莲每克干物质能吸收锰凤眼莲每克干物质能吸收锰1485 ug、锌、锌295 ug、铅、铅185 ug左右。左右。植物吸收重金属能力大植物吸收重金属能力大小依次是:小依次是:根根茎茎叶叶并且按照一定的比例从生并且按照一定的比例从生境中吸取各种元素境中吸取各种元素,形成形成新的动态平衡新的动态平衡,防止对某防止对某元素吸收过多而引起毒害。元素吸收过多而引起毒害。植物根际对重金属的吸收植物根际对重金属的吸收植物对有机物的吸收有着不同的代谢机制。如酚类进入
25、植物对有机物的吸收有着不同的代谢机制。如酚类进入植物体后参与糖代谢,或者和糖结合生成酚糖苷,或者植物体后参与糖代谢,或者和糖结合生成酚糖苷,或者被多酚氧化酶和过氧化物酶氧化而解除毒性。被多酚氧化酶和过氧化物酶氧化而解除毒性。狐尾藻可吸收狐尾藻可吸收2,4,6-三硝基甲苯三硝基甲苯黑藻可吸收富集林丹、氯丹等黑藻可吸收富集林丹、氯丹等水华3、对有害藻类的抑制作用(1)资源竞争抑制作用)资源竞争抑制作用 光照:光照:大型水生植物个体大,它的存在削弱了光线到达大型水生植物个体大,它的存在削弱了光线到达水体的强度,阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的水体的强度,阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的大量繁殖。大量繁殖
26、。无机营养:无机营养:大型水生植物的生命周期比藻类长,吸收和储存大型水生植物的生命周期比藻类长,吸收和储存营养盐的能力强,只有死亡时才会释放氮、磷等营养盐的能力强,只有死亡时才会释放氮、磷等营养物质,因此,氮、磷在其体内的储存比藻类营养物质,因此,氮、磷在其体内的储存比藻类稳定。稳定。(2)释放抑藻化感物质)释放抑藻化感物质 产生化感物质产生化感物质(如酚、生物碱等如酚、生物碱等),从而抑,从而抑制有害藻类的生长。这些物质能促进或抑制有害藻类的生长。这些物质能促进或抑制其他个体或自体的生长。制其他个体或自体的生长。可破坏藻类的叶绿素可破坏藻类的叶绿素a芦苇根系分泌物可抑制栅藻的生长芦苇根系分泌
27、物可抑制栅藻的生长(3)生物多样性的保障)生物多样性的保障 水生植物根圈还会栖生着某些小型动物,水生植物根圈还会栖生着某些小型动物,如水蜗牛,能以藻类为食,从而使藻类的如水蜗牛,能以藻类为食,从而使藻类的数量减少。数量减少。硅藻门硅藻门-舟形藻属舟形藻属绿藻门绿藻门-衣藻属衣藻属(二)浮游藻类的水质净化功能二、二、水处理与水体修复生态工程技术水处理与水体修复生态工程技术提问提问:与传统的微生物处理方与传统的微生物处理方式相比,水生植物水体修式相比,水生植物水体修复工程优缺点在哪里?复工程优缺点在哪里?与传统的微生物处理方式相比,它的优势之处在与传统的微生物处理方式相比,它的优势之处在于:低投资
28、、低能耗、处理过程与自然生态系统于:低投资、低能耗、处理过程与自然生态系统有着更大的相融性等。有着更大的相融性等。缺点在于:处理时间长、占地面积大及受气候影缺点在于:处理时间长、占地面积大及受气候影响严重。响严重。表表2 大型水生植物污水处理系统大型水生植物污水处理系统类型类型使用方式使用方式或地点或地点处理范围处理范围污染物去除污染物去除机制机制使用较多使用较多的种类的种类研究和应研究和应用情况用情况漂浮漂浮植物植物系统系统强化氧化强化氧化塘等类似塘等类似的塘系统的塘系统城镇污水的城镇污水的二级或三级二级或三级处理、工业处理、工业废水、暴雨废水、暴雨径流、受污径流、受污染天然水染天然水植物的
29、吸收、植物的吸收、微生物的代微生物的代谢谢凤眼莲、凤眼莲、浮萍、大浮萍、大漂、水花漂、水花生、满江生、满江红红设计简单,设计简单,但工艺优但工艺优化的研究化的研究较少,应较少,应用受制约用受制约挺水挺水植物植物系统系统人工或天人工或天然湿地然湿地城镇污水的城镇污水的二级或三级二级或三级处理、工业处理、工业废水、暴雨废水、暴雨径流径流微生物的代微生物的代谢、植物的谢、植物的吸收(以是吸收(以是否收割面定)否收割面定)芦苇、香芦苇、香蒲、灯心蒲、灯心草、菰草、菰研究应用研究应用最多,工最多,工艺设计已艺设计已渐成熟渐成熟沉水沉水植物植物系统系统天然水体天然水体沉水植被恢沉水植被恢复、受污染复、受污
30、染水体修复水体修复对氮、磷的对氮、磷的短期储存、短期储存、控制富营养控制富营养化表现形式化表现形式水体原有水体原有种类种类操作和实操作和实施难度较施难度较大,研究大,研究和应用受和应用受制约制约四川成都活水公园中国科技大学水生植物塘(一)挺水植物系统盐城湿地公园(3 3)植物在土壤污染中的应用)植物在土壤污染中的应用 土壤中的污染物主要为:土壤中的污染物主要为:有机物如有机农药、石油类有机物如有机农药、石油类(TPH)(TPH)、酚类、氯溴代、酚类、氯溴代有机化合物等;有机化合物等;重金属等。重金属等。植物修复有机污染物植物修复有机污染物 植物修复有机污染物的方式主要以植物固定、植物降植物修复
31、有机污染物的方式主要以植物固定、植物降解为主。解为主。紫花苜蓿紫花苜蓿,黑麦草黑麦草,小蓝茎小蓝茎草草已成功地用于土壤中已成功地用于土壤中PAHs的的修复,在修复,在6个月内可以将个月内可以将PAHs总量降低总量降低57%;银合欢银合欢可以吸可以吸收和代谢二溴甲烷、三氯乙烯;收和代谢二溴甲烷、三氯乙烯;转基因胡萝卜转基因胡萝卜根须中聚集的根须中聚集的苯酚浓度可达苯酚浓度可达1000mmol/L,氯酚,氯酚50mmol/L,在,在120h内可降内可降解解90%以上的苯酚类化合物以上的苯酚类化合物,研究表明根须中的过氧化酶研究表明根须中的过氧化酶可可以促进这些物质的代谢;以促进这些物质的代谢;在在
32、黑麦与大豆黑麦与大豆轮作的地块上轮作的地块上TPHTPH消消失量显著高于无植被的地块;植物还能降解杀虫剂和除草剂,失量显著高于无植被的地块;植物还能降解杀虫剂和除草剂,桑科植物及蔷薇科植物桑科植物及蔷薇科植物的根系分泌物能促进的根系分泌物能促进PCBPCB降解菌的生降解菌的生长。长。柳树、鹅掌揪、落羽松、掸木及栋属植物柳树、鹅掌揪、落羽松、掸木及栋属植物都能有效地降都能有效地降解除草剂灭草松。解除草剂灭草松。植物修复土壤中重金属污染植物修复土壤中重金属污染 植物修复主要是选用超富集植物通过根系吸收固植物修复主要是选用超富集植物通过根系吸收固定这些重金属定这些重金属,并转移到地面部分并转移到地面
33、部分,可采用收割的方可采用收割的方式去除土壤中重金属。式去除土壤中重金属。宝山堇菜宝山堇菜是一种是一种CdCd超富集植物超富集植物,它不仅可以超量它不仅可以超量吸收吸收CdCd,而且可以从地下向地上部位有效输送。,而且可以从地下向地上部位有效输送。蜈蚣蜈蚣草草不仅有较强的耐受和富集不仅有较强的耐受和富集SnSn的能力的能力,同时也具有较同时也具有较强的耐强的耐PbPb、ZnZn的能力的能力,具有生长速度快和生物量大的具有生长速度快和生物量大的特点特点,通过改善植物生长条件等措施可以大幅度提高通过改善植物生长条件等措施可以大幅度提高其富集能力其富集能力,是有潜力的是有潜力的ZnZn、CdCd污染
34、土壤的修复植物。污染土壤的修复植物。用于修复土壤重金属污染的植物应具有的特性用于修复土壤重金属污染的植物应具有的特性:a a即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率;即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率;b b能在体内积累高浓度的污染物;能在体内积累高浓度的污染物;c c能同时积累几种金属;能同时积累几种金属;d d生长快,生物量大;生长快,生物量大;e e具有抗虫抗病能力。具有抗虫抗病能力。作业一:1、什么是环境、什么是环境?如何分类?如何分类?3、什么是物理修复?特点是什么,有哪几种类型?、什么是物理修复?特点是什么,有哪几种类型?4、什么是化学修复?特点是什么,有哪几种类型?、什么是化学修复?特点是什么,有哪几种类型?2、环境修复按照修复对象和修复方法分有哪几种类型?、环境修复按照修复对象和修复方法分有哪几种类型?作业二:1、什么是环境修复,狭义、广义如何理解?、什么是环境修复,狭义、广义如何理解?3、有机污染物进入微生物体的过程有哪些?、有机污染物进入微生物体的过程有哪些?4、什么是植物修复,植物修复的类型有哪些?、什么是植物修复,植物修复的类型有哪些?2、生物修复的特点与原则是什么?、生物修复的特点与原则是什么?5、用于修复土壤重金属污染的植物应具有的特性是什么?、用于修复土壤重金属污染的植物应具有的特性是什么?