博落回对重金属铅镉吸收动力学的研究(3)
1.1.3 土壤重金属污染的植物修复的研究概况
植物修复最早是在1983年由美国科学家Chaney提出的[18]，其基本原理是通过应用一些植物的特殊生理功能，例如吸收、降解、挥发等来降低土壤中的重金属污染物含量。植物修复因其对自然环境的影响较小，而且往往具有良好的治理效果，甚至可以将污染物移除出环境，所以该技术也被称作绿色修复或者生物修复[19]。如果要将植物修复技术应用于实践生产中，我们首先需要在土壤重金属污染严重的区域中找出依旧具有较大生物量的植物，并从中筛选出能够大量富集重金属的植物品种。“超富集植物”这一术语最早由Jaffré在1976年提出[20]，1989年，Baker等人又对“超积累植物”做出了新的定义[5]，即超积累植物所积累的重金属含量十一班植物的一百倍以上。近几年，国内外的学者又对其提出了以下三个判断标准：“（1）植物地上部的污染物含量必须大于一定的临界值；（2）植物地下部污染物的含量必须小于地上部；（3）植物对污染物的富集指数大于1.0”。
1.2 该研究的展望
1.2.1 研究应用离子吸收动力学的意义和前景
离子吸收动力学是依据酶学原理建立的一种理论。在植物营养研究中应用离子动力学技术，具有重要意义和广阔的前景,值得继续进行深入、细致的科学研究，以完善这一技术。其重要意义和前景在于：①植物所吸收的必需元素通常都是离子形态或离子与其它物质的结合态，这使得我们能够求出植物对特定离子吸收的特征常数Km，Vmax，Cmin；②Km和Vmax这两个参数不仅反映了植物根系吸收离子的效率[21]，还能反应出其能否良好适应当前的营养环境[22]。通常来讲,Km较小而Vmax较大的植物，能够在离子浓度较大的环境内表现出良好的耐受性[23,24]；③除去植物的基因型不谈，在其他条件一致的情况下,Km值可以表示植物对某一种离子的亲合力。所以Km值也可作为筛选营养高效性植物的有效指标，从而提高我们筛选的速度与准确性。Km值偏小的种或品种,一般是营养高效型[23]。④除此之外，应用离子动力学研究技术,求出不同植物种类或同一植物种中不同品种的离子吸收动力学特征常数Vmax和Km后,还可以为人们进行施肥等农业活动时提供有效参考 [25]。
1.2.2 植物修复重金属污染土壤过程中存在的主要问题
植物修复技术与通常的工程措施和理化措施相比具有明显的优势，因为其能做到保护土壤，并且具有减少侵蚀和水土流失的功效，对自然环境的影响远小于其他治理措施，可以说是目前最清洁的污染处理技术。目前已发现的大部分超累积植物虽然能对污染物表现出良好的耐受性，并可以起到富集作用，但其生长缓慢、植株矮小、地上部生物量小等缺点限制了这些植物在复合污染土壤修复中的应用[26]。因此，为了能让植物修复技术在土壤重金属污染的实践中得到大面积的推广应用，目前急需要解决的关键科学问题有以下几点：首先是继续寻找能克服上述缺点并能够同时富集多种污染物的超积累植物，来解决土壤复合污染严重的问题；其次则是尝试使用现代生物技术来对目前以发现的具有较大生物量的优良超积累植物进行克隆。近年来，不断有学者提出各种强化措施以期加强植物的修复效率，但是这些措施却并不能从根本上改善植物的修复效率，随科技水平的提高，基因工程技术逐渐走进研究者们的眼帘，寻找能高效去除环境污染物的优良基因并将其通过基因技术导入生物量大、生长速度快的植物中，似乎已逐渐成为一种实际可行且行之有效的方法。
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