中國科協在北京中國科技會堂舉辦以“污染環境的植物修復”為主題的“青年科學家論壇”學術研討活動。出席論壇活動的青年科學家代表廣泛涉及到環境科學、環境工程、生態學、地理學、植物學、分子生物學、微生物學、地質學、土壤學、植物營養學、農學等20多個專業領域。在污染環境的植物修復研究領域有廣泛的代表性。論壇由中國科學院地理科學與資源研究所研究員陳同斌、中山大學教授楊中藝和中國科學院土壤研究所研究員駱永明主持。本次論壇圍繞污染環境植物修復主題分別就:植物修復的發展概況、污染土壤的植物修復、污染水體的植物修復、植物修復的配套技術等專題進行討論。
重金屬在土壤中的自然凈化過程十分漫長,一般需要上千年時間,因此其污染具有隱蔽性、不可逆性和長期性等特點。針對土壤污染的治理曾是國際性的難題。植物修復是一種主要利用植物去除和消減污染物的環境治理技術。譬如:在污染土壤中種植對重金屬具有特殊耐性和富集能力的“超富集植物”,則可以迅速將大量的污染物吸收和富集到植物體中并運輸到植物上部,通過收獲植物,焚燒后回收重金屬,從而降低土壤或水體中重金屬的含量,實現治理目標。 與傳統的化學修復、物理和工程修復等技術手段相比,它具有投資和維護成本低、操作簡便、不造成二次污染、具有潛在或顯在經濟效益等優點。由于植物修復更適應環境保護的要求,因此越來越受到世界各國政府、科技界和企業界的高度重視和青睞。自從20世紀80年代問世以來,植物修復已經成為國際學術界研究的熱點問題,并且開始進入產業化初期階段。目前,植物修復技術的市場以每年翻一番的速度迅速發展。 ■污染土壤的植物修復 美國、英國、德國、荷蘭等國家已經把治理土壤污染問題擺在與大氣污染和水污染問題同等重要的位置,而且已從政府角度制定了相關的修復工程計劃。但是,目前我國對土壤污染的嚴重性和治理工作的緊迫性未引起足夠的重視。典型地區的調查結果表明,我國的土壤污染問題已經相當嚴重,并且對水環境質量和農產品質量構成明顯的威脅。無論是從投資成本還是管理等多方面考慮,采用植物修復技術都是一條非常適合我國國情的土壤污染治理途徑。 我國有廣袤的國土、豐富的植物資源、復雜多樣的地理地質條件,因而可能蘊藏著大量超富集植物,為我國開展有關研究提供了良好的基礎。在超富集植物研究方面,我國已開展了超富集植物的篩選、超富集機理及利用超富集植物修復重金屬污染土壤的前期研究。如中國科學院地理科學與資源研究所陳同斌研究員等人在中國境內首先發現砷的超富集植物。從總體來看,到目前為止我國對超富集植物種類研究較少,與我國豐富的植物多樣性不相適應。 除超富集植物外,對于一些生物量非常大、對污染物吸收能力也較強,但是還達不到“超富集植物”標準的耐性植物也應該予以適當關注。但是,此類植物的生物量較大,其收獲后的處理處置問題存在一定的難度。 石油、農藥等有機污染物對土壤的污染也是一類非常嚴重的污染問題。利用特殊的植物也能夠降解、吸收部分有機污染物,同時也可以通過植物增加根際有益微生物的數量和活性,起到促進微生物對有機污染物的降解作用。最新的研究發現,某些有機污染物在土壤中具有被“捕集(Sequestration)”的傾向,并隨著時間的推移變得比較穩定。這些被“捕集”的有機污染物的穩定性、釋放行為、環境風險及其影響因素等問題,都可能會影響到植物修復的修復效率。 ■污染水體的植物修復 作為污染水體修復的一種手段,植物修復也已經引起國內外學術界的重視。試驗證明,植物修復對于 N和 P的去除有明顯的效果,可以用于富營養化湖泊、河道、生活污水等的處理。但是,應該注意篩選高效植物品種,進一步提高植物修復的效率,并解決其植物收獲、處理或利用問題。 利用大型藻類等海洋植物控制因海水養殖、陸源污染等所造成的海水富營養化具有重要的作用。廈門大學焦念志教授等人研究和開發出一種新的技術,通過人工種植具有多種用途的龍須菜來吸收海水養殖業所產生的氮磷污染物,并且正在朝產業化應用方向發展。 ■提高植物修復效率的配套技術
■分子生物學在植物修復中的應用
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