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植物修复土壤重金属污染综述1前言
1.1土壤重金属污染的现状与危害土壤是人类获取食物和其他再生资源的物质基础
[1],是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源世界面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关
[2]然而近年来,由于工农业的发展,土壤环境污染日严重含重金属污染的农田灌溉,农药和化肥的施用,工业污泥和垃圾农用,大气中的污染物沉降,采矿冶炼,电子、制革和染料等工业产生的三废及汽车尾气排放等等都使土壤中的重金属急剧增加,已远远超过土壤的自净能力土壤的重金属污染使得土壤肥力退化、作物产量与品质降低、恶化水环境,并能通过重金属在作物的可食部位过量积累后再通过食物链严重地威胁着人类的健康
[3].
1.2污染土壤的植物修复途径环境的重金属污染是一个全球性的难题
[4]自然净化过程十分漫长,一般需要成千上万年的时间在人类不断探索寻求治理环境中重金属污染的进程中,经历了传统的方法包括客土法,淋溶法等物理方法以及生物还原法,络合浸提法等化学方法,然而这些方法不仅成本昂贵,需要特殊的仪器和专业人员,而且对大__的污染无可奈何,更不能从根本上解决问题;人们不得不寻找新途径,而对环境保护的日益重视又催生着成本低廉,方便可行的新方法的产生,在这种形势下,植物修复应运而生植物修复是指在不破坏土壤生态环境的情况下,利用自然生长的植物根系从土壤中提取有害物质并大部分转移至地上部人们发现植物吸收重金属元素具有很强的选择性,有些植物甚至显示超积累功能,即对某些重金属元素的吸收超过一般植物的100倍以上,其中超积累植物积累的Co、Ni、Cr、Cu、Pb的含量一般在
0.1%以上,积累的Mn、Zn一般在1%以上超积累植物像一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断地泵到植物体内,使得植物修复重金属污染土壤成为可能与传统的物理化学方法治理土壤污染的技术相比,植物修复具有无可比拟的优点:1成本低廉,利用自然植物,通过传统的农业种植方法即可在某些情况下还可以从富含金属的植物残体中回收贵重金属,取得直接的经济效益;2对环境扰动少,在不破坏生态环境的基础上进行原位修复;3植物本身对环境具有净化和美化作用,更易被社会所接受;4植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程,无须进行二次处理即可种植其他植物2植物修复的类型植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术土壤的重金属植物修复技术主要包括3种类型:植物稳定或植物固化phytostabilizationorphytoir__obilization,植物挥发phytovolatilization,植物提取phytoextraction
2.1植物稳定或植物固化植物稳定
[5]是指利用植物的吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒重金属,使环境中的金属流动性降低,生物可利用性下降,从而减少其对环境和人类健康的污染风险,其中包括了分解,沉淀,鳌合,氧化还原等过程如植物枝叶分解物,根系分泌物对重金属的固定作用和腐殖质对金属离子的鳌合作用过程等利用植物稳定治理环境中的重金属污染,不仅能使污染土壤不受侵蚀,并减少土壤渗漏防止金属污染物的淋移,而且可以使金属在根部积累和沉淀或通过根表吸持来加强土壤中污染物的固定如英国利物浦大学Bradshaw
[6]等人__致力于矿山废弃地的生态修复工作,他们利用耐重金属植物对矿区进行修复,并成功的筛选出可商业化的3种草本植物用于不同金属矿山废弃地的修复,即针对酸性Pb/Zn废矿的Agrostis.tenuisGoginan,针对碱性Pb/Zn废矿的Festuea.rubraMerlin和针对Cu废矿的AtemiisPrays也有研究
[7]发现一些植物可降低土壤中Pb的生物有效性,缓解Pb对环境中生物的毒害作用植物固化
[8]是指植物通过改变根际环境如pH,EH来改变污染物的化学形态,减少土壤中可溶金属的迁移和运输例如,CrVl具有较高的毒性,而通过耐重金属植物的根系可转化为低毒的,生物有效性低的Cr3+
[9]Cotter-howells和Capom
[10]研究指出施用磷酸盐可以促使Pb在A.grostiseapillaris根际形成磷氯铅矿,从而使土壤中的Pb固化植物稳定技术适合于土壤粘性重,有机质含量高的污染土壤的修复现在,人们致力于发展植物根系,键合或滞留有毒金属于根-土环境中,使得转移到地上部分的金属控制在最小范围但是该技术并没有__清除土壤中的重金属,只是暂时将其固定在环境中,而一旦周围环境发生变化,重金属的生物有效性可能会随之变化再加上相应的预警装置不完善,有毒金属随时可能进入食物链从而威胁人类健康
2.2植物挥发植物挥发
[11]是指植物将其吸收积累的重金属元素转化为可挥发形态,释放到大气中这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒而砷可能是另一个可被植物吸收挥发的元素,在植物体中,As主要积累在根系,较少运输到地上部,不过,通过植物或与微生物复合代谢,是有可能形成甲基砷化物或砷气体的工业产生的典型含汞废弃物中,都具有生物毒性如离子态Hg2+在厌氧细菌的作用下可转化为对环境危害最大,易被植物吸收的甲基汞目前降低汞的毒性主要是利用细菌在污染位点存活繁衍,然后通过酶的作用将甲基汞和离子态汞转化为毒性小得多,可挥发的单质汞
[12]Rugh
[13]等人最近已成功地把细菌的汞还原酶导入拟南芥植株,使植物的耐汞能力大大提高,并促使汞从土壤中挥发对于土壤中硒的植物挥发,研究发现很多植物能吸收土壤中的硒,并将其转化为可挥发态二甲基硒或二甲基二硒,从而降低硒对生态环境的毒害作用美国加州人工构建的1km2湿地功能区,种植不同的湿地植物可显著降低该区农田灌溉水中的硒含量,所以含硒的工业农业废水可通过构建人工湿地进行净化
[14]DEsouzal
[15]和zayedl
[16]等人研究发现植物体内挥发态硒产生的限速步骤是SeO4-2向SeO3-2的还原另有研究发现根际细菌能显著促进硒的积累和挥发,主要是由于细菌促进了根际发育,使得根表有效吸收__增加而且根际细菌还能__产生一种热稳定化合物,有助于硒酸根通过质膜进入根内,促进植物体内硒的积累Teny.NI12研究还发现对灭菌的植株接种根际细菌后,根内的硒浓度增加了5倍,而植株硒的挥发作用也增加了4倍植物挥发的结果虽然使得转化后的物质毒性小于转化前的污染物质,而且污染物挥发到大气中无须处理原植物体,但是这一方法只适用于挥发性污染物,而且污染物转移到大气中对人类和生物都有一定的风险,因此它的应用受到限制
2.3植物提取以上我们可以看出植物稳定或植物固化和植物挥发两种植物修复技术都具有一定的局限性植物稳定只是暂时把金属固定在环境中,并不能__解决环境中的重金属污染问题植物挥发只能针对特定的挥发性的污染物,而且污染物转移到大气中对人类和环境生态还存在着一定的风险而植物提取可以说是集永久性和广域性为一体的植物修复方式,也是目前研究最多最具发展前景的植物修复方式它是指利用一些植物吸收环境中一种或几种重金属元素,并将其转移,贮存到植物地上部,通过处理地上部来达到去除环境中有害重金属的目的植物提取的关键是发现和培育地上部能从土壤中积累大量重金属的植物,近年来己发现了一些此类植物,包括超积累植物和一些本不具有超量积累特性但通过一些过程和诱导物可以诱导出超量积累能力的植物与此相应,植物提取技术可分为持续的植物提取和诱导的植物提取
2.
3.1持续的植物提取持续的植物提取
[17]是指利用超积累植物吸收、迁移、积累高浓度的重金属目前已发现的超积累植物约为500种,其中以Ni超积累植物最多因此,Wenzell
[18]等人认为此类植物应用于植物修复重金属污染的土壤的潜力最大70年代末至_____,人们逐渐把注意力转向研究超积累植物shenl
[19]等研究发现营养液培养的T.caerules__ns地上部最大可吸收28mg/gZn干重,溶液中Zn浓度达1000umol/L时植物未出现明显的受害症状,而对照的同属植物T.ochroleucum在500umol/L时即出现明显损伤Baker
[20]等人首次田间实验研究发现超积累植物T.caerules__ns积累Zn的能力是非超积累植物萝卜的150倍,积累的Cd相应是10倍,但研究也发现,虽然T.caerules__ns吸收重金属的能力很强,可由于其生物量小,需连续种植.14次才能使污染土壤中的Zn含量从440mg/kg修复到30Omg/kg欧共体规定的临界标准这就要求我们寻找__生物量大,生长快,积累重金属能力强的超积累植物Salt
[21]等人的田间试验证明了具有中等积累重金属能力、而生物量很大的印度芥菜Brassicajuneea有很强的吸收和积累污染土壤中的Pb、Cd、Cr、Ni能力,因而更具有应用价值除此之外,我们还可以利用植物基因工程技术,将控制植物超积累重金属的主导基因转移到生物量大的非超积累植物中,培育一些生物量大、生长速率快、生长周期短的超积累植物有关超积累植物吸收富集重金属的机理还不是十分清楚SPMcGrath
[22]等人发现与非超积累植物相比,超积累植物能积累更高浓度的金属,有可能是因为超积累植物根部更有能力溶解重金属Kramer
[23]等人首次报道了Ni的超积累植物Alyssurn植物伤流液中组氨酸与Ni含量正相关,并且研究发现对于非超积累植物,添加外源组氨酸可成倍提高伤流液中Ni2+输出量SNWhiting
[24]等人在种植Zn的超积累植物T.caerules__n:的周围土壤中同时种植了非超积累植物T.arvense,发现在非超积累植物的茎部积累的Zn明显增加了这些研究结果都证明了超积累植物能通过改变根区环境来增加金属的溶解度
2.
3.2诱导的植物提取通过施加鳌合剂促进普通植物吸收并积累环境中重金属的方法称为诱导的植物提取
[25]由于许多生物量大,生长快的植物不具备超积累性,所以人们试图向植物生长介质中添加促进剂,以便增加金属的溶解,提高金属的可提取量例如,在一高浓度的Pb或Pb化合物污染的土壤中,芥菜只能吸收住
0.01-
0.06%茎干重的重金属,其水平远远低于超积累要求Huang
[26]等人通过实验发现在Pb污染的土壤上土壤Pb浓度为2500mg.kg-1种植玉米和豌豆,加入EDTA后,土壤溶液中Pb含量由4mg.L-1增加到4000mg.L-1,玉米和豌豆地上部的Pb浓度从500mg.kg-1提高到l000omg.kg-1以上鳌合剂的使用不仅能有效提高污染金属的生物利用率,还能极大地提高金属由植物根部向茎部迁移的速率Blaylock
[27]等人用印度芥菜在污染严重的土壤中提取Pb,Cd,Cu,Ni,Zn等金属,发现加入EDTA后金属提取效率直接与加入的鳌合剂的种类和量密切相关Pb的最适鳌合剂为EDTA,Cd为EGTA此外,鳌合剂的效果与植物种类也有关,Ebbs
[28]等研究发现EDTA能促进印度芥菜对Zn的吸收,但对燕麦和大麦无效果螯合诱导包括两个最基本过程:金属被释放到土壤溶液以及金属迁移至地上部鳌合剂提高溶液中金属的溶解度可用平衡机理解释,但是鳌合剂诱导植物提取及迁移金属的过程还没得到很好的解释ADVassil
[29]等人认为Pb是以Pb-EDTA络合物形式在植物中迁移,并且己经证实Pb-EDTA存在于印度芥菜的木质部,所以Pb以Pb-EDTA络合物的形式溶解使得Pb可___的从根部迁移至茎部TwTanton
[30]等人认为在木质部,Pb-EDTA溶解物会跟随蒸腾气流在茎部聚集Wozny
[31]等人认为Pb进入中柱后随蒸腾流运输到地上部,在运输过程中,Pb可能会与中柱内的阳离子交换位点结合,从而被固定在茎部中柱内,但是Pb还能与各种小分子有机酸、植物鳌合态结合,减少与阳离子交换位点结合的机会,从而提高金属进入叶部的数量利用鳌合剂的植物提取修复环境中重金属虽然效果显著,但鳌合剂施用后所潜在的环境隐患不容忽视
[32]首先,鳌合剂活化了土壤中的重金属,增加了重金属在环境中的迁移,则有可能导致重金属污染地下水和地表水;其次,我们目前使用的鳌合剂具有非选择性,在活化有毒重金属的同时也活化了土壤中的微量元素,Fe、Mg、Ca等,造成这些营养元素流失;此外,被诱导后的金属的溶解效应对植物的金属胁迫作用,鳌合物的残留和挥发等都是必须考虑的问题Blayfock等人研究还发现鳌合剂的施用会抑制植物生长,导致生物量减少,甚至死亡为了减少鳌合剂诱导的金属迁移,避免植物__生长在高活度金属条件下,Salt等人提出,最适宜的鳌合诱导植物提取策略是,在植物的生物量达到最大时施加一定的鳌合剂,经过短时间的金属积累后再收获植物3植物修复土壤中重金属的机理研究大规模的植物修复要求植物具有生物量大,生长快,能大量积累重金属并且地上部提取的重金属浓度大于地下部等特点
[33]但目前我们发现的植物通常不同时具备以上特征,这就使得植物修复受到很大的限制Chaney
[34]等人很早就提出了应用分子生物学技术,将控制植物超积累重金属的主导基因转移到生物量大的非超积累植物中,有可能是一条很有效的修复途径但目前这方面的研究进展很慢,Schacht__n和Baker
[35]等人认为其主要原因是由于对超积累植物吸收、运输、积累和忍耐重金属基本的生理生化和分子机理还不十分清楚导致由于重金属在环境中的存在形态、积累状况以及迁移转化规律等都会影响植物吸收重金属的有效性和耐毒性,为促进植物修复技术更广泛更有效的应用,人们开始对植物修复机理进行深入的研究
3.1超积累植物吸收重金属的过程
3.
1.1根系吸收重金属的过程重金属在上壤中一般以难溶态存在,所以重金属从土壤溶液中转移到植物之前,首先,重金属必须脱离土壤颗粒吸附迁移到植物根部表面,即要增加植物对重金属的吸收能力,必须提高金属元素的生物有效性Reeves和Brooks
[36]认为Thiaspi属的植物具有较强的活化土壤中Zn形态的能力KnightB
[37]等人在土培实验中发现超积累植物Tcaerules__ns吸收的Zn有相当一部分来自非__态而向植物根系周围区域通以电流,能有效地将被土壤颗粒吸附的重金属释放出来,提高金属离子的活动性,加强植物对金属离子的吸收能力Huangjiangwei
[38]等人在修复含Pb土壤的实验中,以石墨为电极,向植物根系的生长介质中通以电流发现植物根系中Pb浓度增加一倍此实验证明了植物吸收重金属与电渗滤有关根际上壤中溶解的重金属可通过质外体或共质体进入植物根系,大部分金属离子通过专一或通用的离子载体或蛋白通道进入根细胞,此过程具有饱和特征____t
[39]等人在1996年研究发现,Zn超积累植物Tcaeruleseens的Zn最大吸收速率V__x是非超积累植物T.arvense的
4.5倍,分别为270umol.g-1h-1,和60umolg-1·h-1,而米氏常数Km没有显著差异,分别为8um和6um,此结果显示了Zn的吸收主要受质膜上转运体数量调控,Tcaeruleseelis在根细胞膜中具有更多的运输位点,根系从土壤溶液中吸收Zn的能力更强,而转运体对Zn2+的亲和力在两种植物之间没有差异但是并不能排除Zn积累是由于Zn的外溢减少的可能性,因为在普通植物中,有研究发现最初进入细胞Zn的85%可被重新排出到质外体Salt
[40]等1997报告印度芥菜幼苗中细胞Cd的积累主要通过可饱和运输系统调节,Ca2+Zn2+、和Mn2+对地上部Cd的积累有竞争性抑制,对根系Cd的积累有非竞争性抑制,根系吸收Cd的动力学常数Km和V__x值分别为52um和
27.7umol-1h-1有人认为植物超积累重金属特性与根部提取功能有关MM____t等人
[41]发现Zn的超积累植物Tcaerules__ns根部比非超积累植物T.arvense包含更多的Zn运载体同时研究还发现超积累植物在提取重金属时表现出很大的选择性如Gabbrielli
[42]研究发现Ni超积累植物Alyssulnbertolonii在根部优先积累的Ni,对Co、Zn的积累能力差ERStill
[43]等人通过试验认为金属选择性机理与将金属提取至根细胞共质体或者进入木质部时穿过根细胞膜有关,有可能由专一性运输体或蛋白通道调控RGabbrielli[4‘l等人在NI超积累植物A.bertolonii被切除的根部发现,Ni、Co、Zn的积累与竞争提取表明超积累植物A.bertolonii根系对金属吸收并不是很有选择性所以超积累植物对金属选择性积累有可能发生在木质部装载过程中
3.
1.2重金属在植物体内的迁移植物茎部重金属的浓集是植物提取的关键Kochian
[44]等人认为金属进入木质部的过程包括了金属从土壤溶液中进入根部共质体,然后脱离木质部的薄壁__进入成熟的木质部,再随蒸腾流进入茎部由此,我们可以看出金属离子从根向茎迁移主要是受两个过程制约的:l进入根部木质部的运动;2通过叶部叶肉细胞随蒸腾流吸收重金属研究资料表明,金属进入木质部所需的能量来自木质部薄壁细胞膜上的H-ATPASE产生的负性跨膜电势在超积累植物中,可能存在更多的离子运输体或蛋白通道,从而促进重金属向木质部的运输,但这一点还没有得到证实与非超富集植物T.oehrolecum相比,超积累植物T.caeruleseens的木质部吸收Zn并将其从根部转移到地上部的能力明显较高;当外界Zn供应减少时,积累在T.caerules__ns根系中的Zn约有90%可以向地上部运输,明显高于非超积累植物T.oehrolecum
[45]在Ni超积累植物A.le__iacum与Zn超积累植物Tcaerules__ns中,Ni、Zn在木质部以很高速度运输与非超积累植物Tarvense相比,Zn的超积累植物Teaeruleseens能提取4-10倍的Zn进入木质部UKramer
[46]等人在Alyssum属的几种Ni超积累植物中研究发现木质部氨基酸组氨酸的浓度与Ni具有的线性关系表明组氨酸可能通过形成Ni一组氨酸而使木质部负载Ni变的更容易由于组氨酸容易结合Ni而不是其它二价离子如Zn、Co等,所以,Ni的组氨酸诱导作用也许可以解释Ni在超积累植物迁移至茎的选择性而且DESalt
[47]等人在Zn超积累植物Tcaeruleseens根部,发现组氨酸可能与大部分Zn结合,而且还发现Zn在木质部的运输大部分以水合阳离子的形式
3.2植物体内有机物对重金属离子的鳌合作用超积累植物体内的有机酸通过与重金属离子的鳌合,一方面参与金属离子在胞内的区室化分布,降低重金属的毒性;另一方面促进了重金属在植物体内的运输,使得超积累植物吸收、积累和储存重金属成为可能,其机理可能是通过生物代谢产生的特种有机酸对重金属元素产生鳌合包被作用在陆地植物的细胞里,衣康酸,乌头酸,丙二酸,草酸,柠檬酸等梭酸离子是存在于光合__细胞液泡里的主要的电子平衡离子,可以与二价、三价金属离子形成化合物,还能鳌合高浓度的Ca,Mg从NewCaledonia的几种Ni超积累植物的金属提取分析中,Lee
[48]等人发现Ni主要与柠檬酸结合,其结合的数量与提取的Ni有密切关系__等人发现柠檬酸还能在Al超积累植物的叶部以1:1络合Al在来自南非的其他的Ni超积累植物物种中,Anderson
[49]等人在叶片的水溶态提取中发现衣康酸是结合Ni的最主要的鳌合剂Gabbrielli等人实验得出衣康酸还能从A.bertolonii根部表层,木质部汁液中提取NiSalt等利用x射线吸收光谱研究表明:T.aerules__ns的根中Zn主要与组氨酸结合70%,其次吸附在细胞壁上30%,在木质部汁液中Zn主要以水合阳离子形态运输79%,其余的是柠檬酸络合态;在植株地上部位中38%的Zn与柠檬酸络合,其次依次为26%的自由态水合离子、16%的组氨酸络合态Kramer
[50]等利用x射线吸收光谱法,对Ni超积累植物T.goesingense和非超积累植物T.arvense对比研究发现,T.goesingense在10umol.L-1Ni处理下,地上部Ni的存在形态为:68%±6%被细胞壁的物质所鳌合,28%±7%被柠檬酸所鳌合,4%±3%被组氨酸鳌合,没有被细胞壁±10%的Ni一谷氨酞胺形态,36%±4%被组氨酸鳌合,25%±10%被柠檬酸鳌合从上面的数据比较我们可以看出,正是因为Ni-谷氨酚胺形态大量积累在非超积累植物T.oense胞质中,影响细胞的正常代谢过程,导致植物细胞中毒,而超积累植物T.goesingense体内没有这种物质
3.3区室化分布重金属区室化是植物重金属抗性的重要机制之一Kupper
[51]等人研究表明,遏蓝菜中的Zn优先贮存于叶面表皮细胞的液泡而起到解毒作用,表皮细胞的大小与细胞中Zn的含量成显著相关性,而芥子科植物Halleri含有许多叶面表皮毛状体,而表皮细胞很小,Zn、Cd则优先鳌合在体积较大的叶肉细胞中先进的分析手段已经给我们提供了关于金属在超积累植物中位置的信息____t
[52]等人利用示踪元素65Zn,对超积累植物T.caerules__ns和非超积累植物T.__ense进行通量试验的比较,研究分析了Zn在根细胞中的区室化分布他们把Zn外流的一级动力学分解为三个直线阶段,分别代表从液泡、细胞质和细胞壁三个区域流出的Zn,发现T.careules__ns与T.__ense的根的细胞壁和细胞质中储存的65Zn2+比例相似,其流出速率t1/z也相近,但T.__ense根细胞的液泡中储存的65Zn2+比例12%是T.eaeruleseens5%的
2.4倍,其流出速率tl/2=260分钟却比后者tl/2=150分钟慢了近一倍正因为两者根细胞的液泡内Zn流速率存在显著差异,所以经过46小时的外流后,____t等发现,残留在T.__ense根系中的65Zn2+比Teareules__ns高6倍,此实验结果进一步证实了Zn在根系共质体内的区室化影响其在植物体内的运输众多研究表明,在__和细胞水平,重金属在超积累植物叶片中都存在区室化分布在__水平,重金属主要分布在表皮细胞、亚表皮细胞和表皮毛中;在细胞水平,重金属主要分布在质外体和液泡中借助X-射线显微分析,Vazquez
[53]等人发现在T.caerulesoens植物叶片中,Zn大部分积累在表皮与亚表皮细胞的液泡里,仅有少量积累在细胞壁金属在植物__中的典型分布有可能论证了超积累植物的特征,因为Severne
[54]等人很早就得出结论,在Ni的超积累植物中,Ni大量的存在于叶__的表皮层与亚表皮层Kupper等人利用能谱X-射线微分析法和单细胞液提取法,研究了Zn在T.caerules__ns__中的区室化分布,结果发现当地上部含2%Zn时,叶片表皮__液泡汁液中的Zn浓度平均可达385mmolL-1,是叶肉细胞汁液中Zn浓度的5到
6.5倍,即与叶肉细胞相比,Zn主要积累在表皮细胞中;表皮细胞中Zn相对含量与叶细胞长度呈线性正相关,显示表皮细胞的液泡能促进Zn的积累
3.4植物富集解毒机制耐性指植物体内具有某些特定的生理机制,使植物能生存于高含量的重金属环境中而不受到损害,此时植物体内具有较高浓度的重金属一般耐性特性的获得有两个基本途径,一是金属的排斥性,即重金属被植物吸收后又被排出体外,或者重金属在植物体内的运输受到阻碍;另一途径是金属富集,但可自身解毒,即重金属在植物体内以不具有生物活性的解毒形式存在,如结合到细胞壁上、离子主动运输进入液泡、与有机酸或某些蛋白质的络合等针对植物萃取修复污染土壤,要求的植物显然应该具有富集解毒能力据目前人们对耐性植株和超富集植株的研究,植物富集解毒机制可能有以下几方面:
3.
4.1细胞壁作用机制Tumer用Agrostistenuis进行实验发现,耐重金属植物要比非耐重金属植物的细胞壁具有更优先键合金属的能力,这种能力对抑制金属离子进入植物根部敏感部位起保护作用Nishizono等人分析了蹄盖蔽属Athyriumyokos__nse的根细胞壁在重金属耐性中的作用该植物所吸收的Cu,Zn,Cd总量中大约有70-90%位于细胞壁,大部分以离子形式存在或结合到细胞壁结构物质,如纤维素、木质素上因此根部细胞壁可视为重要的金属离子贮存场所金属离子被局限于细胞壁,从而不能进入细胞质影响细胞内的代谢活动但当重金属与细胞壁结合达饱和时,多余的金属离子才会进入细胞质
3.
4.2重金属进入细胞质机制许多观察表明,重金属确实能进入忍耐型植物的共质体Brookers等用离心的方法研究了Ni超量积累植物A.serpyllifolium__中Ni的分布
[55]结果显示有72%的Ni分布在液泡中Vazquez等利用电子探针也观察到锌超量积累植物T.caerules__ns根中的Zn大部分分布在液泡中因此液泡可能是超富集植物重金属离子贮存的主要场所
3.
4.3向地上部运输____t等证实T.aeruls__ns吸收的Zn容易装载进木质部,木质部汁液中Zn浓度是非超积累植物Tarvens的5倍多
[56]在木质部中,金属元素与有机酸复合将有利于元素向地上部运输,Ni超富集植物Alyssumle__iacum中的组氨酸在Ni的吸收和积累中具有重要作用,非积累植物Alyssummontanum在外界供应组氨酸时可以促进其根系Ni向地上部运输
[57].Lee等
[58]发现柠檬酸盐可能是Ni运输的主要形态Salt
[59]等人利用X射线吸收光谱XAs研究也表明,在Thlaspi.caerules__ns的根中Zn70%分布在原生质中,主要与组氨酸络合,在木质部汁液中Zn主要以水合阳离子形态运输,其余是柠檬酸络合态
3.
4.4重金属与各种有机化合物络合机制有机化合物在植物耐重金属毒害中的作用己有许多报道,Ni超富集植物比非超富集植物具有更高浓度的有机酸
[60],硫代葡萄糖昔与Thlaspialpestre的耐锌毒能力有关
[61]重金属与各种有机化合物络合后,能降低自由离子的活度系数,减少其毒害
3.
4.5酶适应机制研究表明,在受重金属毒害时,耐性品种的硝酸还原酶、异柠檬酸酶被激活,特别是硝酸还原酶变化更为显著,而耐性差的品种这些酶类完全被抑制因而认为耐性种的生态型有保护酶活性的机制,使耐性种或植株当遭受重金属干扰时能维持正常的代谢过程
3.
4.6植物鳌合肽的解毒作用植物鳌合肽(PC是一种富含-SH的多肽,在重金属或热激等措施诱导下植物体内能大量形成植物鳌合肽,通过-SH与重金属的络合从而避免重金属___离子的形式在细胞内循环,减少了重金属对细胞的伤害研究表明,GSH或PCs的水平决定了植物对Cd的累积和对Cd的抗性
[62]PCs对植物抗Cd的能力随着PC生成量的增加、PC链的延长及S2-的键入而增加
[63]
3.5影响植物富集重金属的根际行为土壤中重金属的生态环境效应与其总量往往关系不大,从土壤物理化学角度来看;土壤中重金属各形态是处于不同的能量状态,它们对生物的有效性是不同的在污染土壤中,由于矿物和有机质成分对重金属的吸附,水溶态重金属所占份额实际并不多因此污染土壤植物修复的另一制约因素就是重金属的生物可利用性Reeves和Brooks认为Thlaspi属植物具有活化土壤中其它植物不能吸收利用的Zn的能力
[64]在土培试验中,土壤溶液中Zn含量的减少量不足占T.aeruleseen:积累量的l%T.aerules__n:吸收的Zn有相当一部分来自于非__态
[65]
3.
5.1根际环境Eh与重金属的行为早作植物由于根系呼吸、根系分泌物的微生物耗氧分解,根系分泌物中含有酚类等还原性物质,根际Eh一般低于土体该性质对重金属特别是变价金属元素的形态转化和毒性具有重要影响如CrVl,化学活性大,毒性强,被土壤直接吸附的作用很弱,是造成地下水污染的主要物质,CrIII一般毒性较弱,因而在一般的土壤一水系统中,六价铬还原为三价铬后被吸附或生成氢氧化铬沉淀被认为是六价铬从水溶液中去除的重要途径
[66]在铬污染的现场治理中往往以此原理添加厩肥或硫化亚铁等还原物质以提高土壤的有效还原容量,但农田栽种作物后,该措施是否还能达到预期效果还需要分别对待,由于根系和根际微生物呼吸耗氧,根系分泌物中含有还原性物质,因而早作下根际Eh一般低于土体50-100mV,无疑,土壤的还原条件将会增加CrVI的还原去除,然而,如果在生长于还原性基质上的植株根际产生氧化态微环境,那么当土体土壤中还原态的离子穿越这一氧化区到达根表时就会转化为氧化态,从而降低其还原能力,很明显的一个例子就是水稻,由于其根系特殊的溢氧特征,根际Eh高于根外,可以推断,根际Fe2+等还原物质的降低必然会使CrVI的还原过程减弱同时有许多研究也表明,一些湿地或水生植物品种的根表可观察到氧化锰在根-土界面的积累
[67],而据陈英旭等
[68]的研究,CrIII能被土壤中氧化锰等氧化成CrVI,其中氧化锰可能是CrIII氧化过程中的最主要的电子接受体,因此在铬污染防治中根际Eh效应的作用不能忽视关于排灌引起的锅污染问题实际上也涉及Eh变化的问题大量研究表明,水稻含镉量与其生育后期的水分状况关系密切,此时期排水烤田则可使水稻含镉量增加好几倍,其原因曾被认为是土壤中原来形成的CdS重新溶解的缘故,但从根际观点看,水稻根际Eh可使FeS发生氧化
[69],因此根际也能氧化CdS,假如这样,水稻根系照样会吸收大量的镉,但从根际Eh动态变化来看,水稻根际的氧化还原电位从分粟盛期至幼穗期经常从氧化值向还原值急剧变化,在扬花期也很低生育后期处于淹水状态下的水稻含镉量较低的原因可能就在于根际Eh下降,此时若排水烤田,根际Eh不下降,再加上根外土体CdS氧化,Cd2+活度增加,也就使Cd有效性大大增加另一原因可能与微生物的固定有关,细菌细胞壁和原生质膜的阴离子能结合溶液中的镉,短期暴露中,加入土壤的镉被固定源于微生物活动和土壤吸附的结果,然而在__暴露中,镉固定后,随后在好氧条件下又会释放回溶液,而在还原条件下不发生镉的迁移
3.
5.2根际环境pH与重金属的行为植物通过根部分泌质子酸化土壤来溶解金属,低pH值可以使与土壤结合的金属离子进入土壤溶液如种植T.aeroleseen和非超积累植物T.ochroleucum后,根际土壤pH较非根际土壤低
0.2-
0.4,根际土壤中可__态Zn含量均较非根际土壤高
[70]重金属胁迫条件植物也可能形成根际pH屏障限制重金属离子进入原生质如镉的胁迫可减轻根际酸化过程
[71]耐铝性作物根际产生高pH使A13+呈轻基铝聚合物而沉淀
[72]
3.
5.3根际分泌物与重金属的行为植物在根际分泌金属鳌合分子,通过这些分子鳌合和溶解与土壤相结合的金属,如根际土壤中的有机酸,通过络合作用影响土壤中金属的形态及在植物体内的运输,根系分泌物与重金属的生物有效性之间的研究也表明,根系分泌物在重金属的生物富集中可能起着极其重要的作用小麦、水稻、玉米、烟草根系分泌物对隔虽然都具有络合能力,但前三者对镉溶解度无明显影响,植株主要在根部积累镉而烟草不同,其根系分泌物能提高镉的溶解度,植株则主要在叶部积累镉Mench
[73]分析了玉米根系分泌物与烟草分泌物的组成,发现两者的C/N,糖/氨,有机酸含量不同,烟草分泌物较玉米分泌物含糖量较少,有机酸较多,氨基酸含量则相近,但种类不同,显然根系分泌物的种类、数量可能与重金属的生物有效性有着较为密切的关系一些学者甚至提出超积累植物从根系分泌特殊有机物,从而促进了土壤重金属的溶解和根系的吸收,但目前还没有研究证实这些假说相反,根际高分子不溶性根系分泌物通过络合或鳌合作用可以减轻重金属的毒害,有关玉米的实验结果表明,玉米根系分泌的粘胶物质包裹在根尖表面,成为重金属向根系迁移的“过滤器”
[74]
3.
5.4根际微生物与重金属的行为微生物与重金属相互作用的研究己成为微生物学中重要的研究领域目前,在利用细菌降低土壤中重金属毒性方面也有了许多尝试据研究,细菌产生的特殊酶能还原重金属,且对Cd,Co,Ni,Mn,Zn,Pb和Cu等有亲合力,如,CitrobaerersP.产生的酶能使U,Pb和Cd形成难溶性磷酸盐Barton等人利用CrVl,Zn,Pb污染土壤分离出来的菌种Pseudomonasnasmessophilica和P__ltophilia对细菌去除废弃物中Se,Pb毒性的可能性进行研究,结果表明,上述菌种均能将硒酸盐和亚硒酸盐,二价铅转化为不具毒性,且结构稳定的胶态硒与胶态铅Baillet
[75]又提出嗜酸性氧化铁硫杆菌对Cr的固定作用根际,由于有较高浓度的碳水化合物、氨基酸、维生素和促进生长的其它物质存在,微生物活动非常旺盛Rovira等系统的研究表明,在离根表面1-2rnrn土壤中细菌数量可达每立方厘米1×109个,几乎是非根际土的10-100倍,典型的微生物群体中每克根际土约含109个细菌,107个放线菌,106个真菌,103原生动物以及103个藻类这些生物体与根系组成一个特殊的生态系统,对土壤重金属元素的生物可利用性无疑产生显著的影响如,新西兰的hanke’sBay地区,生长在汉斯丁Hastings土壤中的植物根际中的微生物比生长在奈培Napier土壤中植物根际中的微生物集中的Mo多,导致生长在汉斯丁土壤中的蔬菜含Mo量较生长在奈培土壤中的蔬菜低Cha__ugathas和Bollag,Tho__s等认为,微生物能通过主动运输在细胞内富集重金属,一方面它可以通过与细胞外多聚体鳌合而进入体内,另一方面它可以与细菌细胞壁的多元阴离子交换进入体内进入土壤中的锅有10%能被微生物所固定,但在一定条件下也会被重新释放出来
[76].同时微生物通过对重金属元素的价态转化或通过__植物根系的生长发育影响植物对重金属的吸收,微生物也能产生有机酸、提供质子及与重金属络合的有机阴离子
[77],Cha__ugathas和Bollag报道有机物分解的__物质及微生物的代谢产物可以作为鳌合剂而形成水溶性有机金属络合物Wildung也曾报导许多真菌产生的低分子量的络合剂及细胞外鳌合剂能增加土壤中Pu和In的溶解性氧化物如FeIII和MnIV的微生物还原将会有利于重金属元素的释放
[78]在植物修复过程中,常加入柠檬酸作为络合剂,而以柠檬酸为基质的Pseudomonasaeruginosa及PseudomonasPurida却能使Cd,Zn,Cu,Fe,Co,Ni从溶液相以无机磷盐的形式进入固相,因此,当污染土壤的植物修复技术蓬勃兴起时,微生物学家也将研究的重点投向根际微生物,他们认为菌根和非菌根根际微生物可以通过溶解、固定作用使重金属溶解到土壤溶液,进入植物体,最后参于食物链传递,特别是内生菌根可能会大大促进植株对重金属的吸收能力,加速植物修复土壤的效率,但是,迄今为止,有关菌根在植物根系吸收重金属中的作用还是有很大的出入,有结果认为菌根能提高植物对重金属的吸收,也有结果认为降低
3.
5.5根际矿物质与重金属的行为矿物质是土壤的主要成分,也是重金属吸附的重要载体,不同的矿物对重金属的吸附有着显著的差异在重金属污染防治中,也有利用添加膨润土、合成沸石等硅铝酸盐钝化土壤中锡等重金属的报道但根际环境矿物质的研究迄今尚很少涉及据Courehesne和George1997报道,根际矿物丰度明显不同于非根际,特别是无定形矿物及膨胀性页硅酸盐在根际土壤发生了显著变化从目前对土壤根际吸附重金属的行为研究来看,根际环境的矿物成分在重金属的可利用性中可能作用较大王建林和刘芷宇1990,1991
[79]
[80]研究了Cu在四种土壤种稻后根际-非根际土的吸附和解吸特性,结果表明,根际土吸附Cu量大于非根际,吸附的Cu可分为易解吸态Cu
0.lmol/LKNO3和难解吸态Cu
0.lmol/LHCI,根际土易解吸态铜的数量少于非根际,难解吸态铜的量则相反其中第四纪红土和赤红壤根际土中铜吸附增加主要是根际土壤中活性铁锰的增加我们的实验也表明根际中铁锰氧化物结合态镉明显增加,几乎为非根际的2倍,该现象极有可能是根际铁锰氧化物活化的结果王建林等,Linehan等曾分别报导过无定形铁,锰氧化物在根际的累积现象总之,植物富集重金属的机制及影响植物富集过程的根际行为在污染土壤植物修复具有十分重要的地位,但由于其复杂性,人们对植物富集的各种调控机制及重金属在根际中的各种物理、化学和生物学过程如迁移、吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-还原、络合-解络等过程的认识还很不够,因此在今后的研究中深入开展植物富集重金属及重金属胁迫根际环境的研究很有必要,在基础理论研究的同时,再进一步开展植物富集能力体内诱导及根际土壤重金属活性诱导及环境影响研究相信随着植物富集机制和根际强化措施的复合运用,重金属污染环境的植物修复潜力必将被进一步挖掘和发挥
3.6重金属污染土壤的化学强化植物修复
3.
6.1强化修复植物的选择
3.
6.
1.1超积累植物超积累植物可以从自然界现有资源中筛选,或利用突变体技术培育新的植物品种自然筛选主要存在以下问题:其一是超积累植物是在重金属胁迫环境下__强化、驯化的一种适应性突变体,往往生长缓慢,周年生物量受到限制其二超积累植物多为野生型稀有植物,对生物气候条件的要求比较严格,区域性分布较强,因而筛选工作量大,且超积累植物移植到本地时,其生态位低于本土植物,处于竞争劣势其三,超积累植物属外来植物,可能产生外来物种入侵的危险利用基因工程定向培养超积累植物仍处于试验阶段,到实际应用还有一定的距离
3.
6.
1.2富集植物由于超积累植物的局限性,现在人们在研究、寻找新的超积累植物同时,也开始把目光转向那些中等富集植物,即其富集量比超积累植物低,但又比普通植物高其最大优点是生命力旺盛,地上部分收获生物量大,适应能力强筛选生物量大具有中等积累重金属能力的植物,如Ebbs等发现印度芥菜Brassicajun__a、芸苔Bnapus、芜符Brapa具有很强清除污染土壤中Zn的能力,其生物量是遏蓝菜的10倍,因而更具有实用价值.有研究表明,油菜作为富集植物修复镉污染土壤,具有一定的潜力
[81]通过采取各种生物、物理、化学措施来增加土壤中重金属的生物有效性,也可诱导、强化这类植物吸收土壤重金属最近有研究报道,施加适当的鳌合剂可增加植物地上部分Pb质量分数,如报道,施加.02gkg-1EDTA后,土壤溶液中Pb质量浓度由4mgL-1,增加到4000mgL-1,,玉米和豌豆地上部分Pb质量分数由500mgkg-1,增加到l0000mgkg-1并且加入EDTA24h后,玉米伤流液中Pb质量分数增加了140倍,由根向地上部的净运输量增加了120倍.Blaylock1997的研究发现,EDTA不仅促进印度芥菜对Pb的吸收,且同时促进Cd、Cu、Ni、Zn吸收这些结果表明,鳌合剂不但增加土壤溶液中金属含量,而且促进金属在植物体内运输;另外,对于不同重金属,鳌合剂的作用不尽相同,如Pb的最适鳌合剂为EDTA,而Cd为乙二醇双乙胺醚-N,N’四乙酸EGAT同时,鳌合剂的效果与植物品种有关,Ebbs1997a;1997研究发现,EDTA能促进印度芥菜对Zn的吸收,但对燕麦和大麦则无效果Ager采用核显微镜和扫描显微镜等研究了植物吸收Cd后Cd在植物中的分布状况,发现其主要积累在Arabidopsisthaliana的香毛簇Kayser
[82]研究了硝基三醋酸NAT和硫S8辅助超积累植物、农作物和木本作物提取石灰性土壤中的Zn、Cd和Cu研究发现植物富积重金属的提高程度要小于土壤中活性重金属浓度提高的速度Romkens2002最近对使用鳌合剂辅助植物修复技术的可行性及其不足进行了讨论,主要包括鳌合剂的易降解性及其应用中对重金属的选择性问题等Dushenkov1999研究了不同改良剂对切尔诺贝利地区受137Cs污染土壤植物修复效率的影响,结果发现铵盐是最有效的提取剂芡属植物A__ranht显示出最大的137Cs的吸收香根草的生物量较大,可以达到99thm-2a-1,,而且对Cu、Zn、Pb等重金属吸收量相对较大的植物备受__Chen,
20003.
6.3强化修复化学物质的选择
3.
6.
3.1基于土壤的化学强化物质
3.
6.
3.
1.1pH值调节剂在影响土壤重金属活性的理化性质中,pH值无疑是一个重要的因素根据土壤的酸度和靶重金属的性质,投加酸性或碱性物质改变土壤pH值,增加重金属的植物有效性Gupat1992指出可以通过适当降低土壤pH来活化土壤中的重金属土壤酸度对重金属化合物的溶解与沉淀平衡的影响较为复杂土壤中绝大多数重金属是以难溶态存在的,其可溶性受pH值控制,即重金属随着土壤pH值增加而发生沉淀,进而影响到植物的吸收与利用首先,随土壤溶液pH值降低,大多数重金属元素在土壤固相的吸附量和吸附能力减弱酸性砂土的pH值每降低.05个单位,Cd的吸附就降低一倍在Zn、Cd污染的土壤中,天蓝遏蓝菜Thlaspicaecrulens__ns吸收的Zn、Cd量随土壤pH值下降而增加小麦TriticumaestivumL对Cu的吸收与土壤pH值呈极显著负相关其次,土壤pH值影响到重金属元素的离子活度当土壤pH值由
6.6降低至
3.9时,溶液中的有机铜几乎由99%降至30%,极大地增加了Cu2+的活度当土壤溶液pH值由中性变为酸性时,溶液中有机铅也急剧下降;当土壤pH值从
7.0下降至
4.55时,交换态镉增加,碳酸盐态减少,铁锰氧化物结合态稍有减少,有机结合态与残留态不受影响.但有些重金属则相反,如类金属As在土壤中以阴离子形式存在,提高pH将使土壤颗粒表面的负电荷增多,从而减弱As在土壤颗粒上的吸附作用,增大土壤溶液中的As含量,植物对As的吸收增加土壤溶液pH对重金属的植物有效性影响可能不是单一的递增或递减关系在土一水体系中,pH6以下Cd的有效性随pH值的升高而增加,而pH6以上时则相反另外,外源酸类物质的导入,可能给土壤-植物系统带来一定的负面影响,因此,最好采用化学手段诱导植物根系分泌出内源有机酸,既对环境具有友好性,又可降低根际附近的土壤溶液酸度,更重要的是这类有机酸还对土壤重金属具有一定的鳌合作用,促进植物对金属离子的吸收在土壤中加入硫和硫化物,在土壤嗜酸细菌主要是硫杆菌类的作用下,把硫和硫化物氧化为硫酸从而活化土壤中重金属的过程称为生物淋洗盆栽试验表明在中性和微酸性的土壤中单质硫S:能够很好地活化土壤中的Zn和Cd,另外也有田间试验表明,单质硫s:能不同程度地活化土壤中的Cu、Zn、Cd三种金属,但植物吸收没有成相应倍数地增加也有研究发现酸性的冶炼矿渣能够通过降低土壤pH从而活化土壤中的重金属Ni和CORobinson1999,此外(NH4)2SO4和NH4NO3等酸性肥料也能够增强植物海洲香莆对Cu的富集
3.
6.
3.
1.2鳌合剂以乙二胺四乙酸EDAT和乙二胺四乙酸钠EDAT-Na2为代表的有机鳌合剂是化学强化修复中使用最多的化学物质,它们对植物吸收重金属离子的影响有许多相互矛盾的报道,已有结果显示,植物对重金属离子的吸收与离子在溶液中的活度有关,鳌合剂可以增加重金属离子的溶解度但降低离子的活度鳌合剂首先与土壤溶液中的可溶性重金属离子结合,随着自由离子的减少,被吸附态或结合态的金属离子开始溶解,以补偿平衡的__在含2500mgkg-1Pb的土壤中,加入EDTA后,玉米、豌豆等地上部Pb的浓度可从500mgkg-1,提高到_____mgkg-1,.EDTA能极大地提高Pb从根系到地上部的运输能力,按
1.0mgkg-1,加入DEAT至土壤,24h后玉米木质部中Pb浓度是对照的100倍,从根系到地上部的运输转化是对照的120倍各种鳌合剂的效果为EDATN-羟乙基乙二胺三乙酸HEDTADTPAEGAT乙二胺-2-邻羟苯乙酸EDDHA柠檬酸、苹果酸、乙酸、EDTA、EGAT、DTPA、环己烷二胺四乙酸CDTA对印度芥菜吸收Cd和Pb的结果与此较为吻合,即EDTA和DTPA在增加植物吸收Pb方面有效,而EGTA则对Cd最有效在含100mgkg-1Cd和600mgkg-1Pb的土壤中,地上部Cd和Pb可分别达2000和l000mgkg-1,同时还发现土壤酸化与施用鳌合剂结合时,可显著地增加Pb的吸收率在印度芥菜营养生长旺盛期施用EDAT,可显著提高早地土壤中水溶态、交换态Cu,并且活化效应随外源Cu浓度的上升和EDTA施用量的增加而增大EDTA可显著增加印度芥菜茎、叶、根的Cu浓度和吸收量,并且EDTA用量越大,效果越明显移栽莴苣20d后,施入
0.lmolL-1的EDTA和DTPA,可以促进土壤汞向莴苣的迁移,最高增幅达
154.12%,但DTPA效果不如EDTA显著这种植物毒性是鳌合剂直接毒性还是间接毒性还需要下一步研究证实乙二胺二琥珀酸EDDS活化Cu、Zn的能力与EDTA相当,EDTA活化Pb、Cd的能力强于EDDS,这和它们与相应重金属的鳌合物稳定常数相符EDDS和EDAT两种鳌合剂显著增加了印度芥菜对重金属的吸收,叶中浓度高于茎中的浓度,不同鳌合剂处理对印度芥菜吸收不同重金属的效果不尽相同重金属一鳌合剂整体吸收很可能是操纵强化吸取的主导机制,金属鳌合物可以从内皮层裂口进入根系内部,然后被迅速地转移到茎叶用14C-EDAT-Pb标记方法可以证实在含标记物的溶液中生长的植物,其地上部能快速积累Pb
3.
6.
3.
1.3共存离子在土壤一植物系统中,由于另一种离子的存在而影响到植物对某种重金属离子的吸收,其效应有__、加成、拮抗、协同等几种形式选用与靶重金属有协同效应的离子态物质,通过“共吸收”作用去除土壤重金属,也是一种化学强化修复技术在土壤处于氧化状态时,Zn2+的存在影响植物对Cd+的吸收研究表明,Cd、Pb、Cu、Zn、As等元素的交互作用能促进Cd、Pb、Zn的活化与吸收,增加土壤溶液中的Zn浓度,可促进水稻吸收Cd铅对植物吸收镉也有影响,烟草中的吸Cd量随土壤Pb含量增加而趋于提高,Pb表现出对Cd吸收的促进作用不过如果从避免二次污染产生的角度出发,还是尽量不用重金属之间的协同作用来进行强化,一般从营养元素、稀土元素中考虑稀土元素与重金属有着某些相似的特性,因而某些特定的稀土元素对某些特定的重金属具有离子协同效应
3.
6.
3.2基于植物的化学强化物质单纯从植物本身角度强化吸收土壤重金属的化学物质目前仅以植物激素为代表植物激素是在植物体内合成的、对植物的生长发育产生明显调节作用的微量生理活性物质在土壤镍、锡污染条件下,向玉米幼苗喷施植物激素类除草剂,发现低剂量,2,4-D使植物体Ni、Cd含量分别较对照增加
22.2%和
26.1%,高剂量则分别增加
68.27%和
57.1%,即植物激素强化了植物对重金属的吸收.其可能机理是用低浓度或高浓度的激素处理植物引起植物代谢发生某些方面的变化,而这种变化可能加重了Ni或Cd对植物细胞膜的毒害作用,从而使得Ni、Cd在植物__中的含量上升郭栋生,等,
19993.
6.
3.3基于土壤-植物的化学强化物质
3.
6.
3.
3.1植物营养物质通过调控植物营养物质来促进植物强化修复,实质上属于农艺措施范畴养分是影响植物吸收重金属的要素,有些己成为调控重金属植物有效性的途径与措施施加植物营养物质,能促进植物的生长,提高根部活动强度,相应地提高了植物对重金属的吸收.氮肥的强化作用包括土壤与植物两方面有研究表明,按态氮肥中的NH4+进入土壤后通过硝化作用,可使土壤pH值短期内明显下降,增加了Cd的生物有效性,更重要的是NH4+还能与Cd形成络合物而降低土壤对Cd的吸附NH4+也能有效地把137Cs从污染多年的土壤颗粒中解吸出来,施用
0.2molL-1的硝酸铵可将植物地上部137Cs的积累量提高2-12倍硝酸铵也能增加小麦对Cd的吸收有研究表明,而且硝酸钙强化植物吸收Cd的情况与施用含Cd复合肥时植物吸收Cd的情况类似,这可能与离子交换过程有关,肥料颗粒周围的高盐量加剧了土壤中交换位点的竞争外源性盐基离子不仅可取代交换态Cd,而且可通过置换H+降低土壤溶液pH值,从而促进植物对土壤可溶性Cd的吸收使用生理酸性肥料NH42SO4不但能提供植物所需的氮和硫,还能酸化根际提高金属溶解度不过有的植物对铵敏感,过量施用可能产生铵中毒硫肥能降低土壤pH,增加莴苣对Pb的吸收氮肥也可通过提高生物量而强化植物吸收重金属不过,植物生物量的增加常伴随体内金属浓度的下降,即所谓的稀释效应只要生物量的增加能够补偿植物体内金属浓度的下降,施肥就能提高一季植物所提取的金属总量Bennett1998研究发现,施用硝酸铵钙能增加三种超积累植物的生物量,且生物量增加带来的稀释效应很微弱氮肥并不能影响Cd、Zn、Cr、Pb、Ni等在土壤中的__性,但却促进羊草AneuorPeldliumChniesoL.对这些元素的吸收,因为氮肥促进了植株生长施用氮肥可使超积累植物A.Bertolonii生物量增加3倍,而Ni的浓度保持
1.0%基本不变磷也是植物必需的大量元素有文献报道施用磷肥的效果不如氮肥明显,这可能与植物品种或土壤磷素水平有关土壤施用磷肥的不利因素在于容易产生金属的磷酸盐沉淀而降低重金属的有效性实际上,磷矿粉常作为一种土壤重金属的固定剂因此,在植物提取修复中应考虑采用叶面喷施磷肥磷肥大多含有Cd,所以施用磷肥能够增加植物体内的Cd含量己成共识在Cd污染的土壤上施用KCl肥料对水稻和小麦吸收Cd均有促进作用以往的研究表明,在砷污染条件下,植物对磷与砷的吸收表现为拮抗作用,施磷往往减少植物对砷的吸收,但有人以砷超富集植物蜈蚣草PeterisvittataL.为材料,发现磷与砷之间并不存在拮抗效应,在高浓度时甚至表现出明显的协同效应后来很多人也证实了氮、磷、钾肥确实可以促进植物吸收土壤中的镉硫肥能促进超累积植物Berkheyacoddi对钻和镍的吸收,植物中钻和镍的含量与硫添加量呈极显著正相关CO2也是一种肥料,增加大气CO2浓度,松树幼苗的针叶中Zn的吸收量增加当大气CO2的浓度从350mlL-1增加到700mlL-1后,在重金属污染的土壤溶液中,PCO2增加,pH值降低,可溶性Cd、Zn的浓度也增加一倍,植物叶片中Cd、Zn的浓度也显著增加需要注意的是,有的养分元素与金属元素之间可能存在拮抗作用__olders发现营养液中K+浓度增加导致植物体137Cs含量下降在土壤中137Cs常被固定在云母类矿物的楔状层间,而K+是影响云母矿物层间距大小及层间阳离子释放的重要因素植物吸收造成的根际K+包括NH4+的亏缺能诱导矿物层间K+的释放,137Cs也得以从云母类矿物的楔状层中释放出来被植物吸收因此,过量施用钾肥会加重137Cs的固定而不利于植物对137Cs的吸收
3.
6.
3.
3.2表面活性剂表面活性剂已成功用于土壤有机污染的修复,但直接促进植物吸收重金属的报道尚不多见目前,己有论文针对表面活性剂、重金属、土壤、植物等四者之间的关系对表面活性剂强化植物修复重金属污染土壤的可行性进行了探讨液培条件下,LAS、CTAB、聚样乙烯脱水山梨醇单油酸醋Tween-80等三类表面活性剂都能促进小麦对镉的吸收,作用顺序为CTABLASTwene-80同样地,随着CTAB浓度的增加,玉米对土壤中A13+吸收量也随之增加用次氮基三乙酸酷处理Cd、Cu、Zn污染土壤,发现莴苣与黑麦草LoliumperernnoL.地上部位的三种重金属含量比对照增加4~24倍,但生物量有所下降如果以重金属总萃取量考虑,次氮基三乙酸酷的中、低剂量处理较好,比对照增加3倍左右表面活性剂对土壤中微量重金属阳离子具有增溶作用和增流作用,表面活性剂的链越长,其效应越高有重金属存在时,表面活性剂本身被土壤吸附较弱Her__n1995用超滤技术、辛酮/水分配系数及§电位确定生物表面活性剂surifactln的作用机制是土壤界面的吸附和金属的缔合,然后通过降低表面张力和增流作用解吸被吸附的金属,最终使金属和表面活性剂胶束缔合.表面活性剂浓度低于cmc时,对重金属的去除率随浓度的增加而线性增加,超过cmc时则保持相对稳定实验发现浓度为60-100mmolL-1的两种表面活性剂AOK和T77最适合去除酸性底泥中U6+表面活性剂也对植物生长发育表现出一定的毒害作用,并且自身也容易给环境带来影响,所以有必要采用易降解、__性的表面活性剂,如生物表面活性剂目前,生物表面活性剂的__已成为当今化学强化修复的热点之一
3.
6.
3.
3.3水溶性有机物改变土壤腐殖质的构成也可强化植物对重金属的吸收重金属非常容易与土壤中有机质形成有机鳌合物,但一般情况下,水溶性有机物能和重金属形成络合物,增加重金属的__性和植物利用性,大分子的固相有机物则会同土壤中的粘土矿物一起吸附重金属,从而限制其__性同位素示踪研究表明,在重金属污染土壤上施用小分子的腐殖酸较大分子的腐殖酸更能有效地提高重金属的植物有效性,Cd污染土壤上施用腐殖酸较Zn污染土壤上施用腐殖酸更能有效地促进植物对重金属的吸收当腐殖酸中的富里酸与重金属之比大于2时,重金属与腐殖酸有利于形成水溶性的络合物,小于2时易形成难溶性络合物在腐殖酸组成中,胡敏酸与重金属形成的胡敏酸盐大多为难溶的,富里酸与重金属形成的鳌合物一般是易溶的,因此增加土壤富里酸含量可以促使土壤重金属以鳌合物形态向植物迁移不同类型的腐殖酸对矿物结合态汞的络合溶解能力取决于自身的络合容量,富里酸对汞的络合容量最高,其丰富的活性点位一方面使其具备对矿物结合态汞较强的竞争吸附能力,另一方面也使其与矿物之间的电性斥力加大,使富里酸-汞处于溶解游离状态,易于促进矿物汞由固定结合态向有机溶解态转化,加之富里酸与汞的络合稳定性差,两者易于离解形成无机态汞而被植物吸收一些学者认为,施用有机肥是固定土壤重金属的一种途径,并将其推荐为一种控制和改良土壤重金属污染的措施,但有人发现施用有机肥可能会带入水溶性有机质,从而提高Cd的活性和迁移能力,增加植物对Cd的吸收4植物修复技术研究方向l保护现有的超积累植物并继续寻找高效的超积累植物目前发现的超积累植物大多只提取某种金属,而土壤的重金属污染往往是几种重金属的复合污染,所以有必要寻找能同时积累几种重金属的超积累植物2通过植物生长的调控技术如耕作方法、施肥技术、植物种植和收获的时间、新型的植物生长促进剂和土壤肥力改良剂等的应用促进超积累植物的生长,提高植物修复效益3应用现代分子生物学和基因工程技术,培养生物量大,生长快,地上部能超量积累重金属的超积累植物一是寻找控制植物超积累金属的主基因或基因组,将其转入生长快,生物量大的普通植物体内;另外可以借助传统植物育种提高超积累植物生长速率,减少生长周期4深入研究植物吸收,运输,积累重金属的生理生化机制现有的有关超积累植物吸收重金属的生理和分子机制主要集中在遏蓝菜属的Zn,Ni超积累植物和个别Al超积累植物,对其他重金属和植物种类的研究还没有显著进展5对于富集了重金属的超积累植物,通过__工艺对超积累植物体内的重金属进行回收,提高金属的利用率,避免重金属进入食物链危害人类健康或造成二次污染的可能^1[]刘秀梅,聂俊华,王仁庆.植物修复重金属污染土壤的研究进展[J].甘肃农业大学学报,2001,361:8-
13.^2[]顾继光,周启星,王新.土壤重金属的治理途径及其研究进展[J].应用基础工程科学学报,2003,112:143-
151.^3[]刘秀梅等.植物修复重金属污染土壤的研究进展.甘肃农业大学学报,2001,.618-13^4[]王庆仁等.植物修复-重金属污染土壤整治有效途径.生态学报,2001,212,326-331^5[]SaltD.E.,SmithR.D.andRaskin
1.Phytoremediation.Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.,1998,49:643-668^6[]SmithR.A.H.andBradshawA.D.Theuseofmetaltolerantplantpopulationforthereclamationofmetalliferouswastes.J.APPliedEeology,1997,16:595一612^7[]ConninghamS.D.,BertiW.R.andHuangJ.W.RemediationofcontaminatedsoilsandsludgesBygreenplant.In:Bioremediationofinorganie,Hiehee.R.E,Means.J.LandBurris.D.R.eds,BattellePress,Columbus-Richland,1995,P34-38^8[]ConninghamS.D.,BertiW.R.andHuangJ.W.Phytoremediationofcontaminatedsoils.Bio/Techoiogy,1995,13:393-
397.^9[]沈振国等.土壤重金属污染生物修复的研究进展.农村生态环境,2000,162:39-44^10[]Cotter-HowellsJD,CapornS.Remediationofcontaminatedlandbyformationofheavymetalphosphates.AppliedGeoehemistry,1996,11:335-
342.^11[]WatanabeM.E.Phytoremediationonthebrinkofcommereialization.EnvironSciTechnol.,1997,31:182A一186A^12[]杨肖娥等.超积累植物吸收重金属的生理及分子机制.植物营养与肥料学报,2002,81:8-15^13[]RughC.L.,WildeH.D.,StackN.M.ThomsonD.M.SummersA.O.andMeagherR.B.MercuricionreduetionandresistanceintransgenicArabidopsisthalianaplantsexpressingaModifiedbacterialmeragene.Proc,Natl,Acad,Sci.USA.,1996,93:3182-
3187.^14[]TerryNetal.ProeeedingsofExtendedAbstractsof5thInternationalconferenceonTraeeElement.1999,2:24-
25.^15[]DESouzaMPPilon-Smitsetal.Rate-limitingstepsinseleniumassimulationandVolatilizationbyIndianmustard.PlantPhysiolog.1998,117:1487-
1494.^16[]ZayedAM,TerryN.AccumulationandvolatilizationofdifferentchemicalspeciesofSeleniumbyplants.Planta,1998,206:284-292^17[]SaltDE,SmithRD,Raskinl.PhytoremediationAnnualReviewofPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology,1998,49:643-
668.^18[]WenzeiWW,PollakMA,BlumWEH.DynamicsofheavymetalsinsoilsofareedbedSystem.Int.J.Environ.Anal.Chem.1992,46:l-3,41-
52.^19[]ShenZG,ZhaoFJ,MegrathSPUptakeandtransportofzincinthehyperaccumulatorThlaspicaerulescensandthenon-hyperaccumulatorThlaspiochroleucum,PlantcellandEnvironment,1997,20:898-906^20[]BakerAJM,MegrathSP,SidoliCMDetalThepossibilityofinsituheavymetalDecontaminatedofPollutedsoilsusingcropsofmetal-aeeumulatingPlantsResource,ConservationandRecycling1994,11:41-49^21[]SaltDE.BlayloekM,NandaKumarPBA,etal.
1995.Phytoremediation:AnovalstrategyforTheremovaloftoxicfromtheenvironmentusingplants.Bio/Technol,13:468-474^22[]SPMcGrath,ZGShen,FJZhao.HeavymetaluptakeandchemicalchangesintherhizosphereofThlasPioehroleueumgrownincontanlinatedsoils.Plantsoil188:153-159,1997^23[]KramerU,JanetD,Cotter-Howells,etal.FreehistidineasametalchelatorinPlantsthatAccrnulatenickleNature,1996,379:635-638^24[]SNWlliting,JRLeake,AJMBaker,SPMcGrath.ChangesinPhytoavallabilityofzinctoPlantssharingarhizospherewiththezinchyperaccurnulatorThlaspicaerulescensJ.C.Presl.In:IKIskander,SEHardy,ACChange,GMPierzynski.eds.ProceedingsofExtendedAbstractsfromTheFourthInternationalConferenceontheBiogeochemistryofTraceElements,Berkeley,CA,1997,pp469-
470.^25[]SaltDE,SmithRD,Raskin
1.PhytoremediationAnnulReviewofPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology,1998,49:643-648^26[]HuangJW,ChenJ,BertiWR,CunninghamSDPhytoremediationoflead-contaminatedsoils:roleofsyntheticehelatesinPhytoextraction[J].EnvironSciTechnol,31:800-805^27[]BlayloekM.J.,SaltD.E.,DushenkovS.ZakharovaO.,GussmanC.,KapulnikY.,EnsleyB.D.andRaskinA.I.EnhancedaccumulationofPbinIndianmustardbysoil–APPliedchelatingagents.Environ.Sci.Technol.,1997,31:860-865^28[]EbbsS.D.andKoehianL.V.PhytoextractionofzincbyoatAvenasativa,barleyHordeumvulgare,andIndianmustardBrassicajuncea.Environ.Sci.Technol.,1998,32:802-806^29[]ADVassil,YKAPULNIK,IRaskin,DESalt.TheroleofEDTAinleadtransportandAccumulationbyIndianrnustard.PlantPhysiol117:447-453,1998^30[]TWTanton,SHCrowdy.ThedistributionoleadchelateinthetranspirationstreamofhigherPlants.PestieSeiZ:211~213,1971^31[]WoznyA,SehneiderJ,GoozdzEA.Theeffeetsofleadandkinetinongreenbarleyleaves.[J]BiolPlant,1995,37:541-552^32[]骆永明.强化植物修复的鳌合诱导技术及其环境风险.土壤,2000,2:57-61^33[]韦朝阳等.重金属超富集植物及植物修复技术研究进展生态学报,2001,217:1196-1203^34[]ChaneyR.L.,Mal议M.,LiYM.,Brown5L.,AllgleJ.S.andBakerA.J.M.PhytoremediationofSoilmetals.InProceedingsinternationalseminaronusePlantsforenvironmentremediation.Kosaikaikan,Tokyo,Japan,
1997.49-65^35[]SchachtmanD.P.andBakerS.J.MoleeularapproachesforincreasingthemicronutrientDensityinedibleProtionoffoodcrops.FieldCropsResearch,1999,60:81-92^36[]ReevesRD,BrooksRR,HyperaccumulationofleadandzincbytwometalPhytesfromaMineareaincentralEurope[J],EnvironmentPollutionSeriesA,1983,313:277-287^37[]KnightB,ZhaoFJZincandCadmiumuptakebythehyperraccurnulatorThlaspicaeruleseensIncontaminatedsoilandeffectsontheconcentrationandchemicalspeciationofmetalsinsoilsolution[J],Plantandsoil,1996,162l:71-78^38[]HuangJiangWeiW,AbstractoftheThirdInternationalConferenceontheBiogeoehemistryOfTraeeElement[R」Pris:ReProduieparInstaPrintSA,1995,^39[]LasatMM,BakerAJM,etal.PhysiologicalcharacterizationofrootZn2+absorptionandTranslocationtoshootsinZnhyperaccumulatorandnon-hyperaccumulatorspeciesofThlasPi〔J]PlantPhysiology,1996,3812:1715-1722^40[]SaltDE,PiekeringIJ,PrineeRC,GlebaD,DushenkovS,SimhRDandRaskin
1.
1997.MetalAccumulationbyaquaculturedseedingsofIndianMustard.EnxironmentSeienceandTechnology,31:1636-1644^41[]MMLasat,AJMBaker,LVKOehian.physiologicalcharacterizationofrootZn2+absorptionAndtranslocationtoshootsinZnhyperaccmulatorandnonaceumulatorspeciesofThlasPi.PlantPhysiol112:1715-1722,1996^42[]RGabbrielli,eMattionl,O.Vergnano.AccuumulationmechanismsandheavymetaltoleranceOfanickelhyperaccumulator.JplantNutr14:1067-1080,1991^43[]ERStillRJPWilliams.Potentialmethodsforselectiveaccurnulationofnickel11ionsbyPlants.JInorgBIOCHEM13:35-40,1980^44[]Koehian,L.V,
1991.MechanismsofmicronutrentuptakeandtranslocationinPlants.InMicronutrientinAgriculture.2nded.J.J.MortVedtetal.,eds.,soilScienceSocietyofAnleriea,Madison,Wl,PP.229-296^45[]ShenZG,et.al.UptakeandtransportofzincinthehyperaccumulatorThlaspicaerulescensAndthenonhyperaccumulatorThlaspioellroleueum[JIPlant,CellandEnvirorunent,1997,20:
898906.^46[]UkramerJDCotter-Howells,JMCharnock,AJMBaker,ACStmth.FreehistidineasametalChelatorinPlantsthataccumulatenickel.Nature379:635-38,1996^47[]DESalt,RCPrince,AJMBaker,1RaskU,IJPiekering.ZincligandsinthemetalHyperaccumulatorThlaspicaerulescensasdeterminedusingX~rayabsorptionspectroscopyEnvironSciTechnol.33:713-717,1999^48[]Lee,ReevesRD,BrooksRR,etal.TherelationbetweennickelandcitricacidinsomeNickel-aceumulatingPlants[J].Phytochemistry1978,17:1033-1035^49[]AndersonTA.,etal.Biorernediationintherhizosphere.Environ,Sci,Technol.,1993,2713:2630-2635^50[]UKramer.,PickingI.J.,PrineeR.C.,Raskin
1.andSaltD.E.SubcellularlocalizationandSpeciationofnickelinhyperaccumulatorandnon-aceumulatorThlaspispecies.PlantPhysiology,2000,122:1343-1353^51[]KupperH.,ZhaoFJ.andMeGrathSP.CellularcompartmentationofzincinleavesoftheHyperaccumulatorThlaspicaeruleaeens.Plantphysiology.1999,119:305-311^52[]LasatM·M.,BakerA.J.M.andKoehianL.V.1998a.AlteredZncompartmentationintherootSymplasmandstimulatedZnabsorptionintotheleafasmechanismsinvolvedinZnHyperaceumulationinThlaspi.PlantPhysiotogy.118:875-883^53[]MDVazquez,ChPoschenriederJBarcelo,AJMBaker,PHatton,GHCOPe.CompartmentationofzincinrootsandleavesofthehyperaccumulatorThlaspicaerulescensJCPresl.BotActa107:243-250,1994^54[]BCSeverne.NickelaccurnulationbyHybanthusfloribundus.Nature,248:807-808,1974^55[]BrookSR.R.Shaw
5.,andMarfilA.A.l98l.ThechemicalformandPhysiologicalfunctionOfnickelinsomeIberianAlyssumspeciesPhysiologiaPlantarum,5l:167-
170.^56[]LasatM·M.,BakerA.J.M.andKoehianL.V.1998a.AlteredZncompartmentationintherootSymplasmandstimulatedZnabsorptionintotheleafasmechanismsinvolvedinZnHyperaceumulationinThlaspi.PlantPhysiotogy.118:875-883^57[]KramerU,Cotter-HowellsJ.D.ChanloekJ.M.,BakerA.J.M.andSmithJ.A.C.
1996.FreeHistidineasametalchelatorinPlantsthataccumulatenickel.Nature,379:635-
638.^58[]LeeJ,ReevesR.D.,BrooksR.R.andJaffreT.
1977.lsolationandidentificationofaCitrate-complexofnickelfromnockel-accumulatingPlants.Phytochemistry,16:1503-
1505.^59[]SaltDE,prineeRC,BakerAJM,Raskinl,PiekeringIJ,
1999.ZincligandsinthemetalHyperaccumulatorThlaspicaeruleseensasdeterminedusingx-rayabsorptionspectroscopy.EnvironSciTechnol133:713-717^60[]BrookSR.R.Shaw
5.,andMarfilA.A.l98l.ThechemicalformandPhysiologicalfunctionOfnickelinsomeIberianAlyssumspecies.PhysiologiaPlantarum,5l:167-
170.^61[]MathysW.
1977.Theroleofmalate,oxalte,andmustardoilglucosidesintheevolutionofZinc-resistanceinherbageplants.PhysiologiaPlantarum,40:130-
136.^62[]ZhuYL.,Pilon-SmitsEAH,Jouanin,L.Terry,N.1999,OverexpressionofglutathioneSynthetaseinIndianMustardenhancescadmiumaccumulationandtolerance.PlantPhysiol119:73-
79.^63[]GuPtaM,etal.,1998,RoleofglutathioneandPhytoehelatininHydrillavertieillatal.f.RoyleandVallisneriaspiralisL.Undremercurystress.Chemosphere,374:785-
800.^64[]ReevesR.D.andBrooksR.R.l983b.Hyperaccumu1ationofleadandzincbytwometallophytesfromamineareainCentralEurope.EnvironmentalPollutionSeriesA,31:277-
287.^65[]KnightB,ZhaoF.J.MeGrathS.P.andShenZ.G
1997.ZincandcadmiumuptakebytheHyper-accumulatorThlaspicaerulescensincontaminatedsoilsandeffeetsontheConcentrationandchemicalspeciationofmetalsinsoilsolution.Plantandsoil.197:71-
78.^66[]陈静生,张国梁等,土壤对六价铬的还原容量初步研究,环境科学学报,1997,173:334-339^67[]HuangJW.l
995.Abstractofthethirdinternationalconferenceonthebiogeochemistryoftraeceelements·Paris:ReproduicparInstaprintS.A.,1995,40^68[]陈英旭,朱祖样等,土壤中铬的化学行为研究:Vl氧化锰对CrIII的氧化机理环境科学学报,1993131:43-490^69[]Trolldenier,G.,1988,VisulizationofoxidizingPowerofricerootsandofpossibleParticipationofbacteriainirondeposition.Z.Pflanzenernahr.Bodend,5:117-121^70[]McGrathSP,ShenZGandZhaoFJ.
1997.HeavymetaluptakeandchemicalchangesinThethizosphereofThlaspicaerulescensandThlaspiochroleucumgrownincontaminatedsoils.Plantandsoil,188:153-159^71[]林琦,陈怀满等,根际环境锅的形态转化土坡学报,19984^72[]Shuman,L.M.,etal.,ScreeningwheatandsorghumcultivarsforAluminumsensitivityatLowAluminumlevels.JournalofPlantNuturition,1612:2383-
2395.^73[]MenchMandMartinE.
1991.MobilizationofcadmiumandothermetalsfromtwosoilsbyRootexudatesofZeamaysL.NicotianatabacumL.NicotianarusricaLPlantandsoil132:187-
196.^74[]MorelJL,MenehMandouckertA.
1986.MeasurementofPb2+,Cu2+andCd2+bindingWithmucilageexudatesfrommaizeZeamaysL.roots.BioFertilSoils2:29-
34.^75[]Baillet,F.,etal.,1998,ChromiumPrecipitationbytheacidophilicbacteriumThiobacillusferrooxidans.BiotechnologyLeaers,20l:95-
99.^76[]Wollum,A.G.,Immobilizationofcadmiumbysoilmicrooganisms.EnvironmentalandHealthProspective,1973,4:
105.^77[]GaddGM.
1999.Fungalproduecionofcitricandoxalicacid:importanceinmetalSpeciation,PhysiologyandbiogeochemicalProcesses.AdvMicrobPhysiol.41:47·-92^78[]BousserrhineN,GasserUGJeanroyE,BerthelinJ.
1999.BacterialandchemicalreductiveDissolutionofMn-,Co-,Cr-,andAl-substitutedgeothites.GeomicrobiolJ.l6:245-258^79[]王建林,刘芷宇,重金属在根际中的化学行为,I土壤中铜吸附的根际效应环境科学学报,1991,11:178-185^80[]王建林,刘芷宇,重金属在根际中的化学行为,II土壤中吸附态铜解吸的根际效应应用生态学报,1990,l:338-343^81[]苏德纯,黄焕忠,油菜作为超积累植物修复福污染土壤的潜力,中国环境科学,2002,221:48-51^82[]Kayser,AWelnger,KKellerW,etal.Enhnaee们nentofphyotexrtactionofZn,CdandCufromCaleareoussoilTheuseofNTAandSulfurAmnedments.EnvironSciTechnol.2000,34:1778-1783。