中国重金属污染现状
重金属污染土壤,致使农产品质量下降、土壤中的污染物通过各种食物链,经过逐级生物富集最终对人体健康产生危害。它不仅可以通过食物链对人体健康产生直接危害,还可以通过影响水体和大气环境质量间接对人类健康造成威胁。更值得注意的是许多低浓度有毒污染物属环境激素类物质,其影响是缓慢且长期的,可能长达数十年乃至数代人。可见重金属对土壤的持续污染及土壤中污染物的长期存在,必将对人类生命安全构成巨大的、严重的、潜在的威胁。
土壤重金属污染具有形态多变、金属有机态毒性大于无机态、价态不同毒性不同、金属羟基化合物常剧毒、迁移化、形式多、物理化学行为大多具有可逆性,属于缓冲性污染、产生毒性效应的浓度范围低、微生物不能降解反而会毒害微生物或者使之有机化,增强毒性、对人体毒性的积累等特点。
中国土壤重金属污染中汞、镉污染最为严重,铅、砷、铬、硒和铜的污染也比较严重。目前中国重金属污染的土壤面积已超过10万平方千米,污染的耕地约有1.0×105 平方千米,约占耕地总面积的10%以上,多数集中在经济较发达的地区。据统计,中国超过300 平方千米土地受汞的污染,有超过100 平方千米土地受硒的污染,每年仅生产镉米就达5万吨以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万吨,合计经济损失至少200亿元,这不仅对人体健康产生了威胁,也对国家的经济产生一定的影响。因此为了解决这一越来越严重的问题,需要采取方法从源头治理,只有将土壤中重金属的量控制住,才能从根本上解决上述问题。
植物修复技术国内外现状
国内现状
张学洪等在广西发现了铬超积累植物李氏禾(Cutgrass);杨肖娥等在浙江发现了锌的超积累植物东南景天(Sedum alfredii Hance);陈同斌和韦朝阳等在湖南发现了世界上第一种砷的超积累植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)和另一种明显富集砷的植物大叶井口边草(Pteris cretica);薛生国等在湖南湘潭发现锰的超积累植物商陆(Phytolacca acinosa Roxb),刘威等在湖南发现了镉的超积累植物宝山堇菜(Viola baoshanensis)。最近一种超累积植物是在2013年由中国科学技术大学苏州研究院硒与人体健康重点实验室尹雪斌研究组发现的一种新型硒的超积累植物壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)。
国外现状
Baker等首次以田间试验形式研究了锌和镉的超累积植物Thlaspi caerulescens;Ebbs等通过实燕麦对重金属锌的吸收效果发现有很好的效果;Blaylock等发现芥菜(Brassica juncea)可以吸收和积累铅、镉、锌等多种重金属,并且菥蓂可以有效吸收锌、铅、镉;Antiochia等实验发现香根草对锌也有着较好的富集作用。此外还发现庭芥属(Alyssum bertolonii)可富集Ni;遏蓝菜(Thalspica-reulesences)可以富集锌和镉。几种超累积植物及其富集重金属元素如表1所示。
表1 几种超累积植物及其富集重金属元素
(来源:科技导报 李玉宝 夏锦梦等)