化學的方法是通過改變土壤的物理化學性質,使得重金屬不能被植物吸收。“只有能溶于水的離子態和絡合態的重金屬才會被植物吸收,我們可以通過加一些化學物質比如石灰來改變土壤的PH值,讓它呈鹼性。重金屬和氫氧根離子就能形成沉澱,變得不溶于水了,植物就不會吸收了。”黨志説。但是,植物根部會不斷分泌一些物質,這些分泌物大部分是酸性的,時間久了,加進土壤裏面的鹼就被中和掉,不能起作用。而且,也不能一直往土壤裏面添加化學物質,會改變土壤的性質,作物也難以生長。
“化學的方法最大的問題是,無論加什麼東西,重金屬仍然存在於土壤中,只是限制了它的活性,沒有把它去除。”黨志説。
於是,植物修復技術在諸多修復被重金屬污染土地的技術中脫穎而出,其中植物提取是目前研究最多並且最有前景的方法。
植物提取是利用超富集植物的根系從土壤中吸取重金屬,並將其轉移、貯存到植物的地上部分,然後收割地上部分,連續種植超積累植物即可將土壤中的重金屬降到可接受水準。
植物提取的核心是戰鬥力超強的超富集植物。超富集植物是指能夠超量吸收重金屬並將其運送到葉片、果實等地上部位的植物。一般來説,它們在地上部分的重金屬含量能夠達到普通作物在同等條件下的100倍以上。
早在1848年,科學家們就發現,在一種被命名為“貝托庭芥”的植物葉片裏,鎳的含量達到了7900mg/kg。不過直到1977年,生物學家布魯克斯(Robert Richard Brooks)才首次提出了“超富集植物”的概念。
黨志介紹,從上個世紀七十年代以後,尤其是八十年代,在美國,超級基金(super fund,污染場地管理與修復基金)開始通過這種生物的方法,對礦山污染、重金屬污染和有機物污染的土壤進行修復,有了很多成功的案例。
組建超富集植物軍團
目前很多人都在從事利用植物修復技術來進行土壤污染修復的研究,尋找更經濟更適宜的超富集植物,並探索植物—化學和植物—微生物聯合修復技術
隨著研究的深入,人們發現,重金屬被植物吸收以後,絕大部分都聚集在植物的根部,地上部分收割完後,重金屬仍然隨著根部的腐爛又回到了土壤中。因此,研究者們提出,超富集植物需要滿足3個條件:植物地上部分富集的重金屬達到一定的量;植物地上部分的重金屬含量應高於其根部;高重金屬含量下植物生長沒有受到明顯抑制。
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