植物修复及其在环境中的应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,植物修复技术及其在,环境治理中的应用,植物修复技术及其在,1,有毒有害固体废物,填埋过程中的泄露,工业生产中有毒有害物质释放,农业生产中大量化肥农药施用,生活垃圾的堆放,大气、土壤、水的污染,有毒有害固体废物工业生产中有毒有害物质释放农业生产中大量化肥,2,污染物,饮用水,土壤-植物系统,食物链,进入人体,合理的环境治理技术,污染物饮用水土壤-植物系统食物链进入人体合理的环境治理技术,3,环境治理技术,化学修复技术,物理修复技术,生物修复技术,微生物修,复技术,植物修复技术,环境治理技术化学修复技术物理修复技术生物修复技术微生物修植物,4,生物修复技术的优点,污染物在,原地,被降解消除,修复,时间短,就地处理,操作,方便,对周围环境干扰小,成本,较低,仅是传统的物理和化学方法的30%-50%,不产生,二次,污染,遗留问题少,生物修复技术的优点 污染物在原地被降解消除,5,植,物,修,复,内涵,水体污染治理中的应用,土壤污染治理中的应用,发展前景,植物修复内涵水体污染治理中的应用土壤污染治理中的应用发展前景,6,植物修复技术,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。,植物修复技术以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基,7,植物修复技术,多学科,交叉点上发展起来的新技术,涉及的相关学科包括生物地球化学、找矿学、地质学、植物分类学、植物生理学、植物营养学、土壤化学、环境生态学、农业生物环境工程等。,植物修复技术多学科交叉点上发展起来的新技术,涉及的相关学科包,8,植物修复技术,有机化合物、重金属、,放射性物质,土壤、,大气、,水体,广义,清洁污染土壤中的重金属,狭义,植物修复技术有机化合物、重金属、放射性物质土壤、大气、水体广,9,目前基本成熟的植物修复技术,植物萃取技术,根际过滤技术,植物固定技术,植物激活技术,植物降解技术,植物挥发技术,目前基本成熟的植物修复技术植物萃取技术 根际过滤技术 植物固,10,植物修复技术在环境治理中的应用,根际过滤,清除废水中的污染物,植物降解、转化、挥发和植物激活微生物降解行为,清除土壤污染中的,有机化合物,植物萃取、植物固定、植物挥发,清除土壤污染中的,重金属,植物修复技术在环境治理中的应用根际过滤清除废水中的污染物植物,11,污染土壤中重金属的清除,植物萃取技术是目前研究最多最有发展前景的一种方法，利用可积累污染物的植物将土壤中的金属富集于植物可收获的部分。,超积累植物、某些高产的农作物,污染土壤中重金属的清除 植物萃取技术是目前研究最多最有发展,12,污染土壤中重金属的清除,植物萃取技术是目前研究最多最有发展前景的一种方法，利用可积累污染物的植物将土壤中的金属富集于植物可收获的部分。,砷超积累植物蜈蚣草（,Pteris vittata S）,污染土壤中重金属的清除 植物萃取技术是目前研究最多最有发展,13,污染土壤中重金属的清除,植物萃取技术是目前研究最多最有发展前景的一种方法，利用可积累污染物的植物将土壤中的金属富集于植物可收获的部分。,富集土壤中的重金属，在叶子和茎秆中积累，所积累的金属量是普通植物的50-100倍。,污染土壤中重金属的清除 植物萃取技术是目前研究最多最有发展,14,污染土壤中重金属的清除,植物萃取技术（改进植物吸收性能的方法）,土壤中植物吸收,Pb,的能力很低,土壤中加入络合剂（,EDTA）,增加植物根对,Pb,的吸收能力,污染土壤中重金属的清除 植物萃取技术（改进植物吸收性能的方法,15,植物通过根吸收、沉淀或还原作用可使金属惰性化，即植物,固定,。适用于固化污染土壤的理想植物能忍耐高含量污染物、根系发达。,土壤,Pb,Pb,Pb,Pb,植物根系,惰性,Pb,惰性,Pb,土壤,污染土壤中重金属的清除,植物通过根吸收、沉淀或还原作用可使金属惰性化，即植物固定。,16,植物将污染物吸收到体内后又将其转化,为气态物质,释放到大气中（植物挥发）。,污染土壤中重金属的清除,硒+,植物,二甲基硒（气态）,二甲基二硒（气态）,植物将污染物吸收到体内后又将其转化污染土壤中重金属的清除硒,17,污染土壤中有机污染物的清除,植物体内分解,成为植物体的组成成分,转化成二氧化碳和水,转化成为无毒性的中间代谢物（木质素）储存在植物细胞中,有机污染物,木质化作用,挥发、代谢矿化,植物转化作用,污染土壤中有机污染物的清除植物体内分解成为植物体的组成成分,18,污染土壤中有机污染物的清除,根际分泌物激活微生物降解行为,根分泌酶和有机酸,微生物,土壤界面,促进根区微生物的生长和繁殖,以利于降解有毒化学物质。,污染土壤中有机污染物的清除 根际分泌物激活微生物降解行为根,19,污染土壤中有机污染物的清除,植物-微生物共生体,(具有固氮菌的豆科植物)中,根分泌物养育了微生物，微生物的活动也会促进根系分泌物的释放。植物可转移氧气使根区的,好氧,转化作用正常进行，降解不能被固氮菌单独转化的有机污染物。,污染土壤中有机污染物的清除 植物-微生物共生体(具有固氮菌,20,植物修复在水污染治理中的应用根际过滤技术,利用植物根系,吸附和吸收,水中或废水中污染物。,适用于根际过滤的植物必须有,较大的根系生物量,常用的有各种耐盐的野草、向日葵、宽叶香蒲。,处理石油天然气生产过程中产生的废水、含,放射性,污染物质的废水、含,重金属,的各种废水以及富含其它污染物(如,氮、磷、钾,)废水。,植物修复在水污染治理中的应用根际过滤技术利用植物根系吸附和,21,植物修复技术的局限性,目前植物修复技术主要应用在治理土壤中,重金属,污染，在修复,大气和水体,污染中应用的相对较少。,植物修复技术的局限性 目前植物修复技术主要应用在治理土壤,22,植物修复土壤中重金属污染存在的问题,受到待治理土壤地理条件的影响。,对不同污染状况的土壤要选用不同的生态型植物。,一种植物往往只吸收一种或两种重金属元素，限制了其在多种重金属污染土壤中的治理。,超积累植物通常矮小、生物量低、生长缓慢、生长周期长，因而修复效率低，不易于机械化作业。,植物修复土壤中重金属污染存在的问题 受到待治理土壤地理条件的,23,发展,前景,通过基因工程法，获取具有高修复能力的基因工程植物，是获得环境污染治理新突破的关键。,Hg,2+,(,有毒）,转入汞还原酶的植物,Hg（,无毒）,土壤结合态,挥发态,发展前景通过基因工程法，获取具有高修复能力的基因工程植物，是,24,当前，植物修复技术有待研究的前沿问题为：,1)筛选更多适用(富集能力强、生长快、适应性,强)的超积累植物；,2)利用生物技术手段对植物进行定向改良(提高,生物量或富集能力)；,3)重金属耐性和富集的机理与调控；,4)植物修复的工程试验与商业应用。,当前，植物修复技术有待研究的前沿问题为：,25,植物修复及其在环境中的应用课件,26,植物修复及其在环境中的应用课件,27,植物修复及其在环境中的应用课件,28,植物修复及其在环境中的应用课件,29,植物修复及其在环境中的应用课件,30,植物修复及其在环境中的应用课件,31,植物修复及其在环境中的应用课件,32,植物修复及其在环境中的应用课件,33,魏树和周星启等(2019)从20科54种杂草中筛选出镉(,Cd),超积累植物-龙葵(,Solanum nigrum)。,魏树和周星启等(2019)从20科54种杂草中筛选出镉(C,34,植物修复及其在环境中的应用课件,35,植物修复及其在环境中的应用课件,36,城市生活垃圾生态填埋示范基地,城市生活垃圾生态填埋示范基地,37,植物修复及其在环境中的应用课件,38,植物修复及其在环境中的应用课件,39,植物修复及其在环境中的应用课件,40,“,生物除污,”,是使用细菌和植物处理污染物。例如，在污染水质中使用细菌清除硝酸盐，使用植物清除污染土质中的砷，这就是植物修复法。美国环保局已经使用这种方法去清除一些场所。通常，本土的植物品种能用来进行场所污染清除。这种方法的好处就是在大多数的情况下不需要杀虫剂和水。,“生物除污”是使用细菌和植物处理污染物。例如，在污染,41,近年来，政府对于胶州湾湿地改造越来越重视，各种利好政策相继出台，引入20种植物修复胶州湾湿地、城市“绿肺”工程，都将使项目所处地域的生态景观价值大大提升。,近年来，政府对于胶州湾湿地改造越来越重视，各种利好政策相继出,42,