西南大学 07级环境工程1班 梁信
学号 2051
小分子有机酸对烟草吸收土壤中铅和镉的影响评估
,MathiasEbel,Andreas Schaeffer
Institut fu¨ r Biologie V, RWTH Aachen, Worringerweg 1, 52056 Aachen, Germany
Received 1 February 2005; received in revised form 23 August 2005; accepted 24 August 2005 Available online 6 December 2005
摘要:
植物修复就是运用植物提取土壤和地下水中的污染物,是净化重金属污染土壤很有前景的方法。然而它的用途被许多因素限制,如植物生长所需时间、养分供应,此外,还有金属摄取量的限制。合成螯合剂已经表现出对重金属提取有促进作用,但同时也暴露出一些负面影响。这个研究的目的在于探讨三种天然低分子量有机酸(NLMWOA)(柠檬酸、草酸、酒石酸)作为合成螯合剂的替代物的作用。实验包括:泥浆实验、毒性实验和列实验。在植物提取实验中,将三种低分子量有机酸分别添加到铜和铅污染土壤中。与EDTA处理组(42 mgkg-1)相比,铜的摄取量有显著增加的仅在柠檬酸处理组表现明显。低分子量有机酸没有显示出对铅的植物提取有促进作用。对这种结果的可能解释可能是低分子量有机酸的降解率。对于像铅这种有着低流动性和生物利用度的重金属,这个比率可能过高。添加到土壤中的低分子量有机酸含量非常高( mmol. kg -1土壤)但作用很小。在这方面,用量很少( mmol .kg -1)的EDTA效果更好。由此得出,低分子量有机酸不适用于加强土壤中重金属的植物提取。
关键词:植物修复 重金属 有机酸 螯合剂 烟草
引言
植物修复被定义为运用绿色植物清除环境中的污染物,或使其无害化
(Raskin et al., 1997)。植物修复不仅可用于清除有机污染物还可用于清除无机污染物。比起其他治理技术,如填土、固定和淋失,它是经济合算的,而且不会对土壤基质造成不良影响。把对环境的干扰降到最小。这些sites通常是美观的,因此更容易被公众接受。例如,德国人在莱比锡的植物修复基地已经很好地被附近居民接受。
尽管所有植物都有从土壤中提取金属物质的潜力,但一些植物已表现出对高水平重金属的提取、积累和耐受能力。按植物界中广泛分类方法,这种植物被称为超富集植物。金属超富积是植物对金属土壤生理生态的适应结果。超积累植物的潜力在生物修复中的应用是有限的,即他们是生长缓慢,生物量小。这些特征恰好和(Robinson et al. (2000))的提议相反,即用于植物修复的植物应是生长迅速、扎根深、容易和积累目标金属的。根据(Ro¨ mkens et al. (2002))的观点,这种植物还应有高生物量。综合这些因素,来自南美洲和拉丁美洲地区叫做Nicotiana tabacum的这种烟草适于植物修复。
螯合剂已经显示出对植物修复重金属污染土壤有促进作用的能力,一种可平衡高富集植物的能力。尽管像EDTA这种合成螯合剂表现出对重金属污染土壤的植物修复有积极影响,但它的运用也有一些缺点。EDTA在提取金属物质时没有选择性(Barona et al., 2001),并且biodegradability低(Wasay et al., 1998)。它甚至在非常低浓度情况下还严重影响植物生长(Chen and )。在自然发生螯合的系统中找到的合成螯合剂的替代品,我们把它叫做生物螯合剂。像胡敏酸这种生物螯合剂已经显示对重金属污染土壤的植物修复有积极作用(Evangelou et )。另一种可能选择是被植物渗出到土壤中的低分子量有机酸(NLMWOA)。
我们知道,植物根渗出的有机化合物可能间接或直接影响原本的溶解度和有毒离子。间接影响,是通过影响微生物活动、根际土壤的物理性质和根的生长动态来实现的。而直接影响是通过在根际土的酸化、螯合、沉淀和氧化还原反应实现的
(Uren and Reisenauer 1998;Marschner et )。在这些化合物中,NLMWOA因它们的综合性能而显得特别重要,在重金属溶解性中扮演重要角色(Mench and Martin,1991;Krishnamurti et al,1997;Nigam et al,2000)。并且矿物营养(Zhang et al,1989;Jones et al,1996)的加入,甚至显得比土壤PH更重要(Hu
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