《中国科学院武汉植物园研究团队另辟蹊径修复镉污染土壤》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2015-01-13
  • 日前,由中国科学院武汉植物园研究员傅金民、硕士生罗宏基和助理研究员娄燕宏共同发明的“利用草坪草—微生物联合修复镉污染土壤的方法”获国家发明专利授权。

    这种修复方法利用土壤—微生物—植物的共存关系,提高土壤中污染物的植物修复效率,最终达到彻底修复重金属污染土壤的目的。

    如何有效治理镉污染,修复生态环境,是全社会高度关注的一个问题。这些年来,国内外镉污染土壤的治理方式有很多种,如客土法、化学冲洗法、电化学法,以及植物修复技术。

    目前,对重金属污染土壤的植物修复技术的研究主要集中在寻找超富集植物上。科学家们也筛选到了很多超富集植物,如:天蓝遏兰菜、东南景天、宝山堇、蒲公英、龙葵、三叶鬼针草、球果蔊菜、美洲商陆、印度芥菜等。

    植物和微生物共同生活在土壤环境中,植物根系为微生物提供了适宜的营养条件,保证了微生物数量和活性的维持;反之,微生物的旺盛生长优化了植物的根际微环境。在此基础上,科学家发现了微生物—植物联合修复技术。

    傅金民表示,这是一种强化植物修复的技术,为镉污染土壤的生态修复提供了一条崭新的途径。

    近年来,微生物—植物联合修复技术逐渐成为国内外研究的热点。微生物—植物联合修复的作用机理主要分为两类:一是固定或钝化,将有效态转化为无效态,降低了重金属进入食物链或污染周边环境;二是活化,促进生物吸收以提高土壤重金属的去除效率。微生物—植物联合修复的形式也可分为两种:一是植物与专性菌株的联合修复;二是植物与菌根的联合修复。

    “植物—微生物联合修复技术可充分发挥植物和微生物各自的优点,优势互补,提高修复效果,是目前公认为应用前景最为广泛的重金属污染土壤修复技术。”傅金民同时也指出,“该项技术为中试阶段,有待于在镉污染大田进行验证。”

    然而,傅金民等人还发现了植物—微生物联合修复的一些缺陷和不足,如筛选出的植物生物量普遍较低、个体矮小、生长缓慢,且受气候和土壤等地域环境条件的限制,与植物、土壤的共存性不佳等,导致修复治理效率低和周期长,制约了大规模的应用。

    针对于此,他们提出了一种利用草坪草—微生物联合修复镉污染土壤的方法,该方法成本低廉、操作简便,既能改善土壤环境,又有效利用了废弃物,且具有良好的生态效益和社会效益。

    如今,傅金民等人正在开展耐镉真菌棘孢曲霉对镉污染土壤中水稻、辣椒、西红柿、玉米、拟南芥耐镉性的效果。下一步,他们的研究重点分为两个部分:一是阐明棘孢曲霉对作物耐镉性作用的机理;二是目前研究为中试阶段,需要污染区大田试验进一步验证棘孢曲霉的有效性。

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