化学农药污染土壤植物修复中的环境化学问题

vivi123

报道了利用植草修复受DDT, BHC和Dicofol污染的研究,讨论了化学农药污染土壤植物修复中,农药在植物中富集与在土壤中降解以及结合残留等环境化学问题.研究表明,在植物修复的过程中,通过草对农药吸收的途径而去除土壤中污染物的作用所作的贡献很小,植草的作用可能是通过草的根部向土壤释放酶和某些分泌物,从而激发土壤中微生物的活性,并加速农药生物降解作用的结果。
　　草在不同土壤中修复能力的差异,可能与不同土壤中所存土著微生物的差异以及其活性受酶和某些分泌物所激发差异的结果.选择能使根际区产生强烈的生物降解作用的草品种,是利用草作为化学农药污染土壤修复的关键.土壤与植株中农药结合残留的形成可能是土壤中污染物消除的又一个重要因素.
　　污染土壤的修复近年来受到国内外人们普遍的关注.其修复技术有物理法、化学法与生物法.生物修复法是利用微生物或植物或动物将土壤、地下水或海洋中的污染物降解、吸收或富集的生物工程技术.它可分为三种类型: 微生物修复技术.从污染土壤中筛选出能降解污染物的细菌、放线菌、固氮菌、酵母菌和霉菌,通过实验室驯化、修饰来提高其降解能力,制成菌剂再放入污染土壤中。
　　菌根修复技术.菌根是土壤中的真菌菌丝与植物营养根系形成的一种联合体,利用植物-菌根-菌根根际微生物这一复合系统的特异效应降解污染物；植物修复技术.植物修复是利用植物吸收、富集并消除环境中(包括水、土壤和大气)中的污染物。
　　污染土壤的植物修复是利用植物及其根际微生物的共存体系净化土壤中的污染物。
　　在植物及其根际微生物所形成的共存体系中,植物向根际释放碳水化合物、氨基酸和有机酸,给根际微生物提供生态位和营养条件.植物修复是多种因素综合作用的结果,它包括植物对污染物的吸收与富集、根系分泌物,以及土壤微生物对污染物的降解等因素的综合作用.
　　污染土壤植物修复的研究在国外已有较多的报道. Hsu等报道了二嗪磷与对硫磷在菜豆根系中的降解; Sandmann等研究了种植甘蔗对2,4-D降解的影响; Walton等报道了三氯乙烯在种植荚豆与菊草的生物降解; Reddy等报道了p-硝基酚在种植水稻中的降解; Ferro等报道了五氯酚在种植芽草土壤中的降解; Cunningham等报道了二氯二苯基-三氯乙烷在胡萝卜中的富集以及在土壤中的矿化erkovich等报道了种植在植物修复过程中,通过草对农药吸收的途径去除土壤中污染物的作用是很小的,试图通过筛选对农药高富集量的草品种,以此来带走土壤中农药的技术途径是不可取的.
　　根际区的农药在植草的土壤中,土壤的根际区是农药发生生物降解最活跃的区域.已有报道根际区的土壤环境可加速化学农药的矿化,矿化速率受栽种植物的品种以及土壤特性的影响。
　　Hsu等报道了二嗪磷与对硫磷在菜豆根系中的降解. 30d后,二嗪磷在根区与非根区土壤中的降解分别为12.9%与5%,在灭菌土中仅为1.8%;对硫磷在根区与非根区土壤中的降解分别为17.9%与7.8%,在灭菌土中仅为1.8%. Reddy等报道了p-硝基酚在种植水稻的根际区土壤中的变化. 15d后在厌氧条件下,p-硝基酚在种植作物与没有种植作物的土壤中的分解分别为30%与6.9%;而在好氧条件下,p-硝基酚在种植作物与没有种植作物的土壤中的分解则分别为22%与10%。
　　Perkovich报道了种植地肤草加速了莠去津在根际区土壤中的矿化. 36d后,根际区莠去津的矿化率达62.1%.没有种植作物的土壤与灭菌土分别为48.7%与4.4%. Boyle等研究了酚, 2,4-DCP,2,4-D和2,4,5-T在种植红三叶草、飞蓬草、旱稗草、黍草、早一枝黄草、猫尾草、狗尾草与菊苣草的根际区土壤中的矿化,农药在根际区矿化的速率常数要大于非根际区的、污染物在草/土生态系统中的质量平衡我们在利用草坪草修复受DDT, BHC与Dicofol污染土壤的研究表明,植草3个月后,通过草的富集带走土壤中的DDT, BHC与Dicofol分别为土壤中农药含量;从其它途径消失的量分别土壤中的农药主要通过生物降解作用而消失.植草的作用可能是通过草的根部向土壤释放酶和某些分泌物,从而激发土壤中微生物的活性并加速农药生物降解作用的结果.因此,有必要研究酶和某些分泌物的作用及其激发途径.选择能使土壤根际区产生强烈生物降解作用的草品种,是利用草作为污染土壤修复技术的关键。
　　植物修复与土壤特性草在不同污染浓度土壤中修复能力的差异,可能是土壤中土著微生物的活性受污染物抑制或激发的结果.土壤中有机质含量与草生长的生物量呈正相关.草在不同土壤中修复能力的差异与土壤中pH值及有机含量的差异无相关性,而可能与不同土壤中所存微生物的差异有关。
　　草对土壤中化学农药有一定的富集能力与忍耐力,土壤中污染物浓度愈高,草对污染物的富集量也愈大.然而,草吸收化学农药的量在植物修复污染物的过程中,所占的份额很小.植草的作用可能是通过草的根部向土壤释放酶和某些分泌物,从而激发土壤中微生物的活性并加速农药生物降解作用的结果。