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仇榮亮:重金屬污染土壤修復進程與挑戰

时间:2017-12-02     作者:城市管理在路上【转载】   阅读

導語:如何尋找到超富集植物資源,如何研究植物對重金屬的吸收與耐性機制?

來源:城市管理在路上


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仇榮亮

一、重金屬污染土壤修復的研究背景

土壤是與人類生存息息相關的環境介質,土壤安全既是國家需求也是戰略要求。2009年至今,我國每年平均發生十幾起特大重金屬污染事件,全國受重金屬污染的土壤面積已達2000萬公頃。重金屬進入土壤環境造成污染,并通過食物鏈的傳遞和生物放大作用,將對人類健康和生態環境造成嚴重的危害。隨著2009年11月國務院辦公廳發布《關于加強重金屬污染防治工作指導意見的通知》,2011年 2 月國務院批復《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》和2011年 9 月《全國土壤環境保護“十二五”規劃》通過專家論證,我國正在不斷加強土壤立法工作,最近國家推出“重金屬專項計劃”和“土十條”,都反映了治理土壤污染的急迫性與重要性,土壤污染治理刻不容緩。

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二、植物提取機理及中污土壤修復模式

隨著植物修復理論的提出,科學家們迎來了巨大的挑戰:如何尋找到超富集植物資源,如何研究植物對重金屬的吸收與耐性機制?

仇教授帶領團隊就“多金屬超富集植物篩選”“多金屬超富集植物對重金屬的富集、解毒機制研究”和“超富集植物中毒性元素Cd的生理功能研究”等問題進行了深入的研究。

團隊用5年時間發現并報道了多種多金屬超富集植物,并發現圓錐南芥對Pb、Zn、Cd有富集作用,這是國內最早發現的對Pb、Zn、Cd的超富集植物。在發現超富集植物后,課題組從組織水平、細胞水平和蛋白水平進行研究,了解超積累植物對重金屬的吸收與解毒機制,發現多金屬超富集植物對不同重金屬的吸收與解毒具有不同的響應體系。

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“超富集植物中毒性元素Cd的生理功能研究”中,課題組發現:Cd在海洋硅藻中發揮生物學功能,替代補償了光合Zn酶碳酸酐酶(CA)中的Zn。Cd可以替代補償其它多種Zn酶(藻類、微生物、動植物)中Zn的功能。“毒性元素”Cd在超富集植物中具有生理功能,主要通過促進光合作用的關鍵酶碳酸酐酶的金屬活性位點促進植物生長。

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三、植物阻隔機理及低污土壤修復模式

仇教授就“重金屬低累積作物品種篩選”“低污染土壤植物阻隔的體內與體外機制”與“低污染土壤植物阻隔修復模式”三個問題展開深入講解。

關于“農產品(水稻等)重金屬含量超標嚴重”問題,仇教授認為可以通過“控制可食部分重金屬濃度”解決,即通過人為控制使得植物吸收的重金屬聚集在植物“非可食部分”,而不妨礙經濟作物“可食部分”的生產與銷售,從而使土壤污染治理更具有可行性。通過“植物過程的金屬阻隔”與“土壤過程的金屬阻隔”阻礙重金屬進入植物的通道,從而達到安全生產的目的。經過研究,仇教授課題組發現:對重金屬吸收少的植物往往產量較低,而種植者則希望能夠種植更高產的植物品種,這使得通過“金屬阻隔”達到重金屬污染控制的手段難以真正的應用到社會實踐當中。面臨這一系列的問題,仇教授針對此提出了植物穩定的污染治理手段。 

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四、植物穩定機理及高污土壤修復模式

在植物穩定方面,仇教授由“重金屬耐性植物篩選及其耐受機理研究”,“重金屬固定劑的修復功能研究”和“高污土壤植物穩定修復模式”介紹了課題組的工作,并提出多金屬污染土壤修復模型。

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最后,仇教授就目前有關“土壤過程對金屬轉化遷移的影響”“微生物過程對金屬釋放轉化的影響” 與“ 植物過程對金屬吸收的影響”的工作進行了介紹。 

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環境修復論壇補充:仇榮亮,男,教授,博士生導師。 主要從事礦山重金屬污染土壤聯合修復、水土環境污染化學修復等方向的研究工作,先后主持國家和省部級科研項目20多項, 近年來共發表研究論文160多篇,其中SCI收錄58篇;EI收錄49篇;申請國家發明專利11項,獲授權8項,公開3項。2012年5月起任環境科學與工程學院院長。

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導語:如何尋找到超富集植物資源,如何研究植物對重金屬的吸收與耐性機制?

來源:城市管理在路上

摘自:環境修復論壇


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