植物大战重金属：镉大米危机牵出土壤污染现实

2013年06月04日09:48 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信字号：T|T

关键词：植物修复技术土壤污染植物吸收重金属含量生物表面活性剂污染物分布降解作用植物根系植物叶片植物提取

组建超富集植物军团

目前很多人都在从事利用植物修复技术来进行土壤污染修复的研究，寻找更经济更适宜的超富集植物，并探索植物—化学和植物—微生物联合修复技术

随着研究的深入，人们发现，重金属被植物吸收以后，绝大部分都聚集在植物的根部，地上部分收割完后，重金属仍然随着根部的腐烂又回到了土壤中。因此，研究者们提出，超富集植物需要满足3个条件：植物地上部分富集的重金属达到一定的量；植物地上部分的重金属含量应高于其根部；高重金属含量下植物生长没有受到明显抑制。

1989年生物学家Baker等人制定了筛选超富集植物的“临界含量”，其中锌和锰为10000mg/kg，镉100mg/kg，金1mg/kg，铜、铅、镍、钴均为1000mg/kg。

目前发现的对重金属具有超积累能力的植物有45科约400多种，其中73%为镍的超积累植物。十字花科遏蓝菜属是一种锌和镉的超积累植物，是超富集植物军团中的“作战高手”。

根据研究者的实验，遏蓝菜地上部分锌和镉含量可分别达36000mg/kg和1140mg/kg，且地上部分锌含量高达26000mg/kg时植物尚未表现中毒症状。在镉浓度为19mg/kg的工业污染土壤种植收割天然遏蓝菜6次，即可将土壤中的镉下降至3mg/kg。

不过，并不是善于吸收重金属就能够被实际应用在重金属土壤的修复工程中。什么样的植物能够获得认可加入“超富集植物军团”呢？科学家们有一套严格的筛选标准。

能用于污染土壤植物修复的超积累植物应具备以下几个特性：即使在污染物浓度较低时也有较高的积累效率；能在体内积累高浓度的污染物；能同时积累多种重金属；生长快、生物量大；抗虫抗病能力强等等。

党志介绍，目前有很多人都在从事利用植物修复技术来进行土壤污染修复的研究，寻找筛选更经济更适宜的超富集植物，并探索植物—化学和植物—微生物联合修复技术。

党志介绍，植物种下去以后，只有离子态的和络合态的重金属被植物吸收了，但其他态体不被植物吸收，检测浓度仍然很高，研究者们采取了植物—化学强化联合修复技术，通过添加一些化学物质，使得土壤里其他态体的重金属转化为活性状态。有些微生物在生长过程中会分泌出一些生物表面活性剂，可以活化重金属。通过筛选出这样的微生物，或者从微生物中将产生的活性剂提取出来，投放到土壤里，就是植物—微生物联合修复技术。

2011年，由党志主持的一个名为“污染物在土壤中的环境化学行为与修复机理研究”的项目，获得了广东省科学技术奖自然科学类一等奖，其中一项研究就是通过种植玉米加上化学强化来修复镉污染的土壤。

“西方国家人少地多，所以他们主要采用超累积的草本植物对污染土地进行集中治理，但是这条道路在我国行不通。”党志说，我国人多地少，希望既能够治理污染，也能给农民带来收益。因此，他们把目光转向玉米、向日葵、烟叶等经济作物。

课题组经过2年多的反复试验，从20多个玉米品种中筛选出来“超甜38”，该品种能够将土壤中的重金属元素吸收到茎和叶中。

党志说，当时他们考虑了好几种植物，其中一种是向日葵，它吸收重金属能力也很强。还有一种是玉米，“我们找了几十种玉米，种玉米做实验，最后确定一种玉米，对重金属吸收能力很强，加上化学强化机制，在白云区的蔬菜基地做了实验，修复效果不错。”