重金属污染植物修复【PPT课件】.ppt

重金属污染植物修复
主要内容
1
土壤重金属污染现状
2
重金属污染的植物修复技术
3
问题与展望
什么是重金属?
化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于5g/cm3的金属称为重金属。如：理成本
处理面积
处理效果
环境风险
应用现状
物理法
换土法
高
小
好
有
工程应用
客土法
好
有
工程应用
热处理法
较好
有
商业化
电动修复
较好
有
商业化
化学法
化学固定
高
小
较好
有
工程应用
化学淋洗
较好
有
工程应用
生物法
微生物修复
低
大
好
无
实验室
植物修复
好
无
工程应用
传统的处理重金属的物理化学方法各有优点，但也不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等缺点，特别是在处理低含量重金属污染时，其操作费用和原材料成本过高。
植物修复的概念
植物修复(Phytoremediation)技术是指利用绿色植物的生命代谢活动吸收、分解、挥发或固定土壤重金属作用，降低重金属在土壤中的含量和有效态含量，从而使污染了的环境能够部分恢复到原初状态的过程。
植物修复的优点
植物修复是原位修复技术，对环境扰动小;对植物集中处理能减少二次污染，可采取植物冶炼技术回收金属尤其是贵金属，植物修复具有经济以及生态协调性优势。
、18英寸深的土壤，常规技术要处理5000吨土壤，而利用植物只产生25~30吨的灰分，花费缩减10-100倍
植物修复重金属的途径
植物提取(Phytoextraction)
植物固化(Phytostabilization)
植物挥发(phytovolatilization)
根系过滤(Rh izofiltration)。
植物提取技术
即利用重金属超积累植物(hyperaccumulators)从土壤中吸取金属污染物，随后收割地上部并进行集中处理，连续种植该植物，达到降低或去除土壤重金属污染的目的。
植物提取
持续植物提取技术
诱导植物提取技术
持续植物提取技术
持续植物提取依赖于一些重金属超富集植物，在其整个生命周期能够吸收、转运、积累和忍耐高含量的重金属。
关键:植物超积累或富集重金属的能力
Baker等田间试验显示超积累植物遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)在土壤含锌440mg/kg时，地上部分锌含量是土壤全锌的16倍，若把土壤含锌量降低到300mg/kg的欧盟允许标准，只需种植遏蓝菜14次
超积累植物：蜈蚣草、遏蓝菜、硬度芥菜、东南景天、宝山堇菜等
诱导植物提取技术
即利用鳌合剂,通过施用鳌合剂使土壤固相键合的金属释放，增加土壤溶液中的重金属浓度，大幅度提高植物对重金属的吸收和富集能力。
印度芥菜、玉米、向日葵、蚕豆
螯合剂（EDTA、HEDTA和CDTA）
对铅、锌、镉和铜的富集增加
适用于在土壤中极难移动的污染元素
诱导植物提取技术
添加EDTA
10mmol/kg的EDTA则可使印度芥菜植株地上部分的铅含量高达15000mg/kg
添加EGTA
10mmol/kg的EGTA可使印度芥菜植株地上部分的Cd含量提高10倍，达到2800mg/kg
地上部分的Cd、Pb含量
Pb
原始
加EGTA后
70
Cd
2800
15000
mg/kg
加EDTA后
印度芥菜
诱导植物提取技术
鳌合剂的施用可使玉米、豌豆地上部Pb含量从小于5OOmg/kg增加到大于10000mg/kg。
地上部分的Pb含量
原始
500
70
10000
mg/kg
加EDTA后
玉米、豌豆
植物固定( phytostabilization)
是指利用一些植物来促进重金属转变为低毒性形态的过程。在这一过程中，土壤的重金属含量并不减少，只是形态发生变化。
分解、沉淀、螯合、氧化还原等过程
土壤
Pb
Pb
Pb
Pb
植物根系
惰性Pb
惰性Pb
土壤
Cr6+
Cr3+
Kumar等在含铅625mg/ kg 的土壤盆栽处理中种植印度芥菜 , 3个星期后使淋溶液中的铅含
量由740µg/mL下降到22µg/ mL。
生物有效性最强
毒性减弱
印度芥菜
植物挥发(phytovolatilization)
其机理是利用植物根系吸收金属，将其转化为气态物质挥发到大气中，以降低土壤污染。目前研究较多的是Hg和Se。
Hg2+
Se3+
Hg2+
CH3SeCH3 +CH3Se2