湯堃

江蘇圣泰環(huán)境科技股份有限公司，江蘇南京 211106

引言：

土壤是人們生活環(huán)境的重要部分，但是人們卻忽視了土壤環(huán)境的承受能力，隨意將礦產(chǎn)資源進(jìn)行開(kāi)采，以及使用農(nóng)藥和化肥不合理直接導(dǎo)致土壤中金屬含量超標(biāo)，農(nóng)作物的品質(zhì)低下，對(duì)人們健康造成危害。所以需對(duì)土壤中的重金屬污染的來(lái)源、機(jī)制及特點(diǎn)進(jìn)行研究，并找到有效的修復(fù)技術(shù)。

一、植物修復(fù)被重金屬污染機(jī)制

在推行植物修復(fù)土壤被重金屬污染之前，需要認(rèn)識(shí)到重金屬的吸收、積累和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制有清楚的認(rèn)識(shí)。如今國(guó)內(nèi)這方面的研究已經(jīng)達(dá)到了分子水平。

（一）限制重金屬離子跨膜吸收

在植物的根部位置，重金屬離子的輸送主要由一個(gè)共同的質(zhì)量和一個(gè)質(zhì)量的外部主體組成。重金屬進(jìn)入植物后，植物依靠跨膜運(yùn)輸，通過(guò)限制重金屬的吸收來(lái)降低重金屬的濃度。從而避免金屬離子從質(zhì)膜進(jìn)入到胞質(zhì)溶膠中。

（二）重金屬與植物細(xì)胞壁的結(jié)合

植物對(duì)重金屬有一定的排斥作用。例如在菠菜、黑麥草、黃瓜等植物的實(shí)驗(yàn)中顯示，植物對(duì)重金屬離子的吸收大部分是從細(xì)胞壁中得到的，且只在細(xì)胞壁之上，并不會(huì)在細(xì)胞質(zhì)吸收更不用說(shuō)會(huì)影響到細(xì)胞的代謝活動(dòng)，這樣的運(yùn)作機(jī)制有效阻礙了重金屬進(jìn)入并傷害細(xì)胞質(zhì)，且植物對(duì)重金屬有一定的耐性。

（三）重金屬離子的體外耦合與排斥機(jī)制

植物對(duì)重金屬離子的排斥可以在重金屬離子被吸收后又被排除中表現(xiàn)出來(lái)。植物內(nèi)部有金屬配位體，主要有：氨基酸、金屬硫蛋白、機(jī)酸等。在重金屬進(jìn)入了植物內(nèi)部后，植物會(huì)分泌這些金屬結(jié)合蛋白與特有的機(jī)酸來(lái)耦合重金屬，從而保護(hù)自身，植物體內(nèi)部重金屬離子含有量減少。目前探究較多的是植物分泌的有機(jī)酸和氨基酸這樣的有機(jī)小分子物質(zhì)。

（四）重金屬離子區(qū)域化

植物是通過(guò)其根系部位分泌出的微生物來(lái)防止重金屬離子侵入的。其作用原理是在重金屬進(jìn)入到植物根部后，會(huì)從細(xì)胞壁和碳水化合物中與果膠進(jìn)行融合。而植物的細(xì)胞壁能夠用其自身的“適應(yīng)機(jī)制”與“分離機(jī)制”來(lái)減輕被重金屬侵害而受到的污染。一些富有耐性品種的特殊植物可以將重金屬離子放在滋生的毒害位置，比如放在細(xì)胞核、液泡等不敏感處,以達(dá)到減輕細(xì)胞中的重金屬離子量。

（五）抗氧化防衛(wèi)機(jī)制

重金屬的脅迫會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)，其主要原因可能是自由基的含量過(guò)高。氧化應(yīng)激與重金屬應(yīng)激相似，能夠釋放活性氧，從而避免植物受到氧化作用的損害。

（六）植物基因組DNA 甲基化變異對(duì)重金屬脅迫的影響

植物細(xì)胞中的甲基從供體-腺苷甲硫氨酸是由DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到嘧啶中的。植物中的DNA 甲基化會(huì)受到重金屬離子的污染。且會(huì)導(dǎo)致甲基化的誘導(dǎo)基因發(fā)生變化。

二、植物修復(fù)土壤重金屬的污染類型

植物修復(fù)是在植物分解、耐受或積累化學(xué)元素的前提下，利用植物和共生微生物系統(tǒng)對(duì)環(huán)境中的污染物進(jìn)行吸收積累、修復(fù)和充分發(fā)揮，讓土壤污染得到修復(fù)。植物除掉土壤中重金屬離子是根據(jù)體內(nèi)的萃取及根部的過(guò)濾作用來(lái)去除的。從植物的修復(fù)功能和其特點(diǎn)上可以將植物分為三種：發(fā)育、提取和植物穩(wěn)定性。

（一）植物提取

如今研究最多且發(fā)展前景最好的就是植物修復(fù)。酸洗能夠加快重金屬和礦物質(zhì)或氧化物成分的溶解，且酸洗化學(xué)耦合劑能夠強(qiáng)化植物提取的效果。另外AM 可以促進(jìn)植物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收，使得植物的修復(fù)功能得到強(qiáng)化。在土壤內(nèi)使用檸檬酸這類偶聯(lián)劑，能夠有效使得土壤中的重金屬被激活，加大植物中重金屬的積累量，利于植物吸收。是植物修復(fù)的一個(gè)較好的發(fā)展方向。

（二）植物發(fā)揮

植物發(fā)揮作用是通過(guò)將土壤中的無(wú)機(jī)金屬和有機(jī)碳來(lái)進(jìn)行的，通常會(huì)將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)揮的形態(tài)。從而減少這些物質(zhì)存在土壤中對(duì)土壤造成污染。如今Hg 和Se 是研究最多的類金屬元素。本次研究認(rèn)為使用ACC 脫氧酶的PGPR 接種能夠減少因?yàn)橹亟饘倜{迫而產(chǎn)生的乙烯，加快并抵御在重金屬脅迫狀態(tài)下植物的生長(zhǎng)，從而減少非生物脅迫對(duì)植物的影響。本次探究還認(rèn)為在擁有正常水量的土壤中，加入葡萄糖和淀粉可以加快真菌和細(xì)菌的數(shù)量，促進(jìn)PCBsh 和OCPsd 的有效降解。

（三）植物穩(wěn)定

植物的穩(wěn)定性是指通過(guò)分解、氧化、吸收、固定等操作，減少生物的可利用性和重金屬的流動(dòng)性，從而避免重金屬的遷移和滲透，減輕對(duì)植物的危害。此過(guò)程中土壤中含有的重金屬量流失只是形態(tài)進(jìn)行了變化。如果這種作物大規(guī)模種植，能夠降低礦山與受到重金屬污染嚴(yán)重地區(qū)土壤中金屬離子的含量。有的植物根系生長(zhǎng)在有坡度的地位，可以減少土壤內(nèi)金屬顆粒的分散并防止污染物流散入地下水中。

結(jié)束語(yǔ)：

生物修復(fù)這種修復(fù)技術(shù)可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，群眾用以接受，所以有廣泛的應(yīng)用前景。有重金屬的修復(fù)是個(gè)極其繁雜的工程，簡(jiǎn)單的修復(fù)技術(shù)并不能得到良好的效果，在日后的相關(guān)研究中要將研究重點(diǎn)放在植物修復(fù)、化學(xué)微生物和農(nóng)業(yè)生態(tài)的修復(fù)方面，從而做到無(wú)副作用的將土壤中的污染物去除。此外還可以利于分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)來(lái)去除土壤中的污染物。