植物修复技术及其在污水处理中的应用

植物修复技术及其在污水处理中的应用（通用15篇）

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇1

植物修复技术及其在污水处理中的应用

植物修复技术(phytoremediation)是指利用绿色植物及其根际微生物共同作用,以清除环境污染物的`一种新型原位治理技术,其机理主要是利用植物及其根际土著微生物的代谢活动来吸收、积累或降解和转化环境中的污染物.与物理、化学方法相比,植物修复具有操作简单、投资少和不易造成二次污染等特点;与微生物法相比,植物修复可以用于处理多种复合型污染物,尤其适合于大面积低浓度的污染物处理.

作 者：肖瑾 成水平吴振斌 朱邦科 作者单位：肖瑾,朱邦科(华中农业大学水产学院,湖北武汉,430070)

成水平,吴振斌(中国科学院水生生物研究所,湖北武汉,430072)

刊 名：淡水渔业 ISTIC PKU英文刊名：FRESHWATER FISHERIES年，卷(期)：200636(5)分类号：X5关键词：

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇2

关键词：污染土壤,生物修复技术,应用

0 引言

随着科学技术的发展, 大量的农药、化肥应用于土壤中, 在促进农作物增产的同时也引发了土壤的污染。现阶段我国的土壤污染严重, 尤其是靠近重污染企业和工业密集的地区, 土壤污染形势更加严峻。土壤污染严重影响着我们的生活, 一方面会造成农产品产量减少;另一方面也会造成农产品的污染, 食用污染土地生产的农产品必然会影响我们的健康。治理土壤污染, 保证土地的可持续发展是我们现在要面对并解决的问题。

1 环境生物修复技术的类型

生物修复技术是现阶段研究并开发的一种新型土壤修复技术, 它与传统的土壤修复技术相比具有投资低、效益高、便于操作、处理效果好等优点, 一经推广就受到了广泛的关注。生物修复技术按照生物类型可以分为微生物修复技术、植物修复技术、动物修复技术和联合生物修复技术几种类型。

1.1 微生物修复技术

微生物修复技术是利用土壤中微生物的代谢功能, 或者是人工培养微生物补充到土壤中, 以降解土壤中的污染物, 最终清除污染物达到净化土壤的目的。土壤中本身有许多的微生物, 在自然环境中能自动降解污染, 但是随着农药、化肥、重金属等使用到土地上, 破换了微生物的自动降解能力, 人们开始应用人工培育这项技术, 利用微生物对被污染的土地进行改良。

1.2 植物修复技术

植物修复技术是利用自然生长的植物吸收、归集、降解土壤中的污染物, 还可以利用植物的光合作用对大气中的污染源进行改良, 从而达到净化空气、改良土壤的目的。不同的植物对于污染的吸收能力是不同的, 有的植物只对一种污染有效果, 有的植物可以吸收几种不同的污染, 在实际应用过程中, 要充分了解植物的特性, 分析土壤的污染物类型, 利用合适的植物对症下药, 达到清除土壤污染物的目的。

1.3 动物修复技术

动物修复技术是利用土壤中的一些低等动物和它们体内的微生物, 对土壤中的污染进行转化和降解, 从而清除土壤中的污染物。土壤具备降解微生物的功能, 但是在污染因素的影响下, 土壤中大量低等动物死亡, 无法有效降解污染物, 致使其一点点沉积下来, 严重影响了土壤的肥力, 为了解决这一问题, 可以利用动物修复技术, 这在改善土壤污染的同时还能有效提高土壤的肥力。由于土壤动物修复技术自身的局限性, 有关动物修复的研究报道较少, 主要集中在有机物和农药污染土壤的修复 (如利用蚯蚓等修复) 和富营养化水体的修复 (如利用滤食性贝类、河蟹、棘皮动物等修复) , 对重金属污染土壤的动物修复机理仍处于探索阶段。

1.4 联合生物修复技术

联合生物修复技术是利用上述方法中的两种或者是两种以上, 对被污染的土壤进行改善的一种方法。该项技术近几年得到广泛的推广并取得较好的效果, 其中最常用的是植物与微生物相联合的生物修复技术, 它是根据微生物自动对有害的物质进行降解, 植物根部吸收并归集有害物质, 两者相互作用, 达到清除土壤内部有害物质的目的。

2 环境生物修复技术在土壤污染应用中需要注意的问题

2.1 筛选高效的降解菌

生物修复技术主要是利用微生物与土壤中的有害物发生作用, 以起到消除污染的目的, 筛选出高效的降解菌是进行生物修复的前提。为了提升应用效果, 应该选用对污染物有较高耐受力和适应性的微生物, 这些物质对于污染物有较高的降解能力。针对不同的土壤污染要选择不同的降解菌。例如, 针对有机氯农药污染, 可以选用芽孢杆菌和棒状杆菌。对于五氯硝基苯污染, 可以选用链霉菌属、诺卡氏菌。

2.2 微生物的选择要遵循针对性原则

土壤中本身存在着能够清除有害物质的微生物, 大多数的污染物都能被微生物所降解。随着现在人类在土地中使用大量的农药制品, 破换了土壤中的微生物生存环境, 微生物的生长与降解过程是比较缓慢的, 过量的污染使微生物很难完全清除, 有的土壤中甚至出现微生物被污染不再生长的情况。目前运用的生物修复技术就是基于这一原理, 即在土壤中制造出适宜微生物生长繁殖的环境, 通过在土壤中提供氧气, 添加营养盐的方式, 驯化培养具有高效降解能力的微生物, 从而使微生物自动降解土壤中的有害物质, 达到净化土质的目的。针对土壤中不同的污染源, 需要培育不同的微生物群, 以做到对症下药, 提高利用效率。

3 结语

土地是我们赖以生存的基础, 土壤污染对人类造成的影响是非常严重的, 基于此, 必须要研究理想的土壤污染修复方式。生物修复技术是在近几年提出并很快得到推广的一项技术, 它对被污染的土壤有很好的修复作用, 并具有清洁无污染、便于操作的优点, 在下一阶段, 需要进一步加大对生物修复方法的研究, 让其发挥更大的作用。

参考文献

[1]文娜, 潘华, 马涛.银川地表水生物修复技术应用的途径及适宜性分析[J].宁夏农林科技, 2009 (5) .

[2]樊霆, 叶文玲, 陈海燕, 等.农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J].生态环境学报, 2013 (10) .

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇3

关键词 污染水体；植物修复；湿地植物

中图分类号：X524 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.18.127

水资源是我们生活中必不可少的一种资源，属于环境的其中一个控制性因素。不仅如此，还属于一种战略性经济资源，更是一个国家綜合国力的重要内容之一。现阶段，我国大部分地区的水质均有所污染，使可利用水源总量在不断下降，其供给面临很大的威胁。怎样充分确保水资源科学合理的利用，有效避免水资源环境污染，是业界人士关注的一个重要问题。植物修复作为一种绿色、有效的修复技术，已经在污染水体修复中得到应用，取得明显实效。本文主要研究了该技术在污染水体修复中的机制。

1 植物修复技术概念

即通过某些植物对环境中某些污染物的吸收、固定、转移等诸多特点，来减少或者去除其中的污染物，使得受到污染的生态环境得到恢复的一种技术。

通过这种技术来修复，主要涉及到水体中无机物（如重金属、氮磷营养盐等），还涉及到有机污染物。那些生长比较迅速的高等湿地植物，它们在生长过程中能够充分吸收水中的营养盐，发挥出营养库的功能，利用科学方法将许多无机物转移出来；同时，维持其生物量，保证水体环境有较高的净化能力[1]。不仅如此，植物还能够利用吸收和降解、生物酶等各种不同的途径来将水中污染物除去。

2 修复原理

2.1 湿地植物

2.1.1 吸附、沉降作用

湿地植物具有非常健壮的根茎，可以在水里面构建起一个良好的过滤层，当水经过该层的时候，其中含有的污染物能够被滤除，根系将吸附许多不溶性胶体，并发生吸附、沉降等一些的反应。另外，根系上的许多微生物当进入内源呼吸期后将形成菌胶团，其能够利用悬浮性有机物与沉降新陈代谢产物的方式使附近水体得到净化。

2.1.2 吸收作用

水生植物生长时，其根系可以对水中的营养盐进行吸收，然后将其转化，并积累，使其生长所需营养得到满足[2]。研究发现，水生植物中氮、磷含量均高于其生长需要的最低数值，而且伴随水中氮、磷水平的提升而不断改变。不仅如此，由于它们的生命期大于藻类，所以，氮、磷等在其中可以稳定储存。当把它们从水中移出的时候，污染物同样会从水中排出，最终起到净化水体的作用。

2.1.3 微生物作用

水生植物具有丰富的根系，从而为微生物生长创造了良好的条件。根系会将光合作用形成的O2释放出来，这样就可以为微生物创造良好的有氧条件，使其能够将附近沉淀物氧化分解。另外，根区外地厌氧环境对其反硝化作用非常有帮助，使反应持续进行，最终能够将其中的氨态氮除去。

2.1.4 抑藻作用

水生植物能够对水体之中的藻类形成一定的竞争抑制作用。首先，水生植物利用竞争光和营养物质的方式来实现对藻类的抑制。其次，部分水生植物的根系可以产生一种抑藻物质，对藻类生理代谢功能产生一定程度的破坏，利用该方法来对其生长进行抑制。例如，菇类化合物、类固醇等[3]。

2.2 修复效果

2.2.1 对外源污染物的拦截

该类物质大体上涉及到城镇与农业污水，这是造成水体富营养化的其中有个关键因素。湿地植物在拦截外源污染物汇入水体过程中扮演着非常重要的角色。

2.2.2 降解有机污染物

此外，还发现，水生植物能够对水体中的有机污染物进行降解。袁蓉等相关专家人士通过凤眼莲来对萘污水进行处理，结果发现能够实现92.0%净化率。黄文凤等在研究过程中通过厌氧-水葫芦-吸附组合工艺来处理RDX与TNT废水，使其中污染物浓度明显降低，达到国标。

2.2.3 吸收氮、磷等营养盐

湿地植物能够对水中营养盐（主要是氮、磷等）进行充分吸收。张彦海等相关人士探讨了美人蕉对水体中氮磷的吸收，研究发现，美人蕉浮床系统内DO不断减小，对TN、NH3-N、TP的吸收率依次为56.8%、66.1%与49.4%。

2.2.4 富集重金属

水生植物能够将水中重金属除去。Zhu等相关专家人士指出，通过水葫芦来将其中的Cu6+、Cd2+去除，具有最佳效果，排在第二位的是Se6+、Cu2+，然后是As5+、Ni2+，不仅如此，研究还指出其根部是富集的主要器官。

2.2.5 抑制藻类生长

研究发现，湿地植物能够对水体中的藻类生长起到抑制功能。该结果最初是哈斯勒等专家学者研究发现的。科甘等业界人士发现，金鱼藻可以对蓝藻水华产生明显的抑制，然而对绿藻却没有显著的抑制效果。阿尔卡等指出，水葫芦叶与根两个部位的渗滤液都可以对斜生栅列藻产生明显的抑制作用[4]。

2.3 湿地植物的应用概况

2.3.1 人工湿地系统

该系统主要利用模拟自然湿地来构建起湿地系统，以此来对污水进行处理，这属于一种新的技术手段。第一，其建设费用相对较低，运行成本也不高，非常容易进行维护，同时还可以取得非常不错的效果；第二，其可以有效修复生态体系，该方面的优点对修复我们赖以生存的环境起着非常关键的作用，并且发展成当前业界的焦点问题。

2.3.2 净化塘

这属于通过植物对污染水体进行修复的常用技术之一，其是为以某种具有特定功能的湿地植物占绝对优势而构建起的一个系统。主要是利用湿地植物所具有的富集、吸收等功能与植物群落的吸附、阻滤功能来对其中存在的污染物发生作用，最终实现净化的效果[5]。

2.3.3 人工围隔系统

通过该方式构建水生植被对水体进行修复，深受专家学者的青睐。2000年，中科院某所选择在莫愁湖构建围区，通过这种方式来对富营养化湖水进行净化，在其中陆续种植各种湿地植物。例如，凤眼莲、伊乐藻等，来展开一系列的研究，然后发现，该系统既可以明显除去水中的氮磷物质，还能够抑制藻类生长，而且在很短时间之内将水体透明度提高。另外，还能够对外源污染物形成良好的缓冲能力。

3 结语

污染水体湿地植物修复技术具有诸多优点，例如成本相对较低，效果较好，因此，其应用潜力十分宽广，特别是该技术的综合生态效益具有优势。然而，因植物修复技术在现阶段属于新型方法，应用实践相对较短，同时非常繁琐，并非单一学科队伍就能够完全研究明白的，因此，在今后需要业界人士切实加强理论研究和实践应用。

参考文献

[1]李吉锋，叶玉超. 国内湿地重金属污染及植物修复技术研究进展[J]. 广东农业科学，2013（7）：164-166.

[2]温闪闪，刘芳. 水生植物对污染水体修复的研究进展[J]. 净水技术，2014（4）：9-13.

[3]林芳芳，丛鑫，黄锦楼，陈琴. 人工湿地植物对重金属铅的抗性[J]. 环境工程学报，2014（6）：2329-2334.

[4]刘春梅，王正扬. 挺水植物修复技术在处理受污染开放水体中的实验研究[J]. 农业装备技术，2014（4）：59-61.

[5]蔡潇琦，洪剑明，商晓静，王博宇，张强. 翠湖湿地沉水植物修复方法初探[J]. 湿地科学与管理，2014（2）：58-61.

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇4

矿业活动是环境中污染土壤的重金属的主要来源,采用植物修复技术具有物理、化学修复方法所无法比拟的费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水的二次污染等优点.文章从植物稳定、植物提取和植物-微生物以及动物的`协同修复等三个方面简要介绍了对矿区污染土壤进行植物修复的研究进展.

作 者：滕冲 程峰 王杰光 莫时雄 朱寿增 王星华 TENG Chong CHENG-Feng WANG Jie-guang MO Shi-xiong ZHU Shou-zeng WANG Xing-hua  作者单位：滕冲,莫时雄,王星华,TENG Chong,MO Shi-xiong,WANG Xing-hua(中南大学土建学院,长沙,410083)

程峰,王杰光,朱寿增,CHENG-Feng,WANG Jie-guang,ZHU Shou-zeng(桂林工学院土木工程系,广西桂林,541004)

刊 名：矿产与地质  ISTIC英文刊名：MINERAL RESOURCES AND GEOLOGY 年，卷(期)： 22(2) 分类号：P618.7 关键词：重金属污染   植物提取   植物修复   植物稳定   矿区  

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇5

活性炭催化臭氧氧化技术及其在水处理中的应用

摘要：活性炭催化臭氧氧化技术是以活性炭及其负载活性组分作为催化剂催化臭氧氧化有机污染物的水处理技术.近年来,由于其催化剂制备工艺简单,易于回收处理,成本较低且活性高,具有良好的发展前景,成为众多学者的`研究热点.文章对负载型活性炭催化臭氧氧化进行介绍,阐述其在水处理中应用,指出其存在的问题并展望了今后的研究方向.作 者：刘素娥    Liu Sue  作者单位：珠海市斗门区环境保护监测站,广东,珠海,519100 期 刊：广东化工   Journal：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：, 37(5) 分类号：X5 关键词：催化臭氧氧化技术    活性炭    水处理    有机污染物   

 

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇6

摘 要 基因工程是通过DNA重组技术，获得具有特殊生物遗传性状和功能的遗传工程生物体。基因工程在农作物育种中得到了广泛的应用，尤其在抗虫、抗病、抗除草剂等新品种选育方面已取得较大成果。但基因工程自身存在安全性的问题，在享受基因工程带来的福祉的同时，应加强对基因工程安全性的监管。

关键词：基因工程、育种、安全性

基因工程作为生物技术的核心内容，已成为现代高新技术的标志之一。目前，基因工程领域的研究与开发工作十分活跃，新成果不断涌现，发展日新月异。经过几十年的发展，基因工程技术已走出实验室，基因工程技术的应用已发展成为一个巨大的产业，不仅科研机构进行研究和开发，很多商业机构也积极参与。基因工程在农业、医药、食品、环保等领域已显示出巨大的应用价值。

植物基因工程技术是利用重组DNA技术，有计划地在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物基因进行改造和从新组合，然后再插入、整合到事先准备好的受体植物基因组中，使重组基因在受体细胞内表达，从而使受体植物获得新的性状，培育出高产、多抗和[1]优质的新品种。利用植物基因工程技术可以更方便地对更多基因进行有目的的操作，打破自然界物种间难以交配的天然屏障，将不同物种的基因按人们的意志重新组合，拓宽了植物可利用的基因库，为创造新种质资源，培育植物新品种开辟了新的技术路线。必将在作物育种和品种改良中发挥重要作用。

1.基因工程的定义

所谓基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合并使之掺入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖的技术。或者说，基因工程是对DNA(脱氧核酸)大分子上的遗传单元(基因)进行体外操作，把不同来源的基因按照单元设计的蓝图，重新构成新的基因组合(即重组体)，再把它引入细胞中，构成具

[2]有新的遗传特性的生物。这种DNA 分子的新组合是按照工程学的方法进行设计和操作的，这就赋予基因工程跨越天然物种屏障的能力，克服了固有的生物种间的限制，扩大和带来了定向创新生物的可能性，这是基因工程的最大特点。基因工程的第二个特征是，一种确定的DNA 小片断能够在新寄主细胞中进行扩增。正是由于具备了这种特征，我们才能够制备到大量纯化的DNA 片段，从而拓宽了分子生物学的研究领域，包括核苷酸的序列测定、位点特异的突变形成，以及以确保所编码的多肽链能够在寄主细胞中实现高水平表达为目的的基因序列操作等。

植物基因工程是指植物学领域的基因工程，其研究对象是植物。植物基因工程的研究始于20世纪70年代。在基因突变和有性杂交研究的基础上，拓宽植物可利用的基因库，进行基因转移，采用分子生物学和基因工程技术将外源基因有目的、有计划地插入、整合到事先准备好的受体植物基因组中，使其在后一植株中得以遗传和表达，从而使受体植物获得新的性状，培育出新的优良品种。近20年植物基因工程研究成果显著，在当前农业生产中已显

[3] 示出巨大的经济效益，并展示了植物基因工程在未来农业生产中的广阔前景。植物基因工程不断发展，目前已形成了一套较为成熟的植物基因转化技术，它构成了植物基因工程的研究内容，主要又包括了以下几个方面：1)目的基因的获取:供植物基因转化的基因可以来自植物本身，也可以来自微生物和动物，少数还可以人工合成，通常以来自植物本身为主。它有一些常见的技术如PCR技术、转座子示踪技术、基因组相减技术、染色体步查技术。2)目的基因的修饰。3)目的基因转化到植物受体细胞的方法如：将目的基因与运载体结合，实际上是不同来源的DNA重组过程。直接转移法。聚乙二醇、多聚赖氨酸、多聚鸟氨酸等尤其是聚乙二醇是常采用的协助基因转移的聚合物。电击法、基因枪法等是常用的方法。此外，还有激光微束穿孔法、显微注射法、脂质体介导法等。4)植物转化细胞的筛选和转基因植物细胞的组织培养:目前，转化细胞与未转化细胞的区分及未转化细胞的淘汰常采用抗生素抗性基因和抗除草剂基因，即筛选标记基因和筛选试剂。为了实现有效的转化，必须依据转化材料和转移方法选择合适的抗性基因和筛选试剂。5)目的基因的表达和鉴定等

2.基因工程在植物育种中的应用 基因工程技术作为育种工作的一个突破，拓宽了作物可利用的基因库，按照人们事先计划好的方案引发定向变异已成为现实，给植物育种带来了变革。基因工程在植物育种中的以下几个方面得到了较为广泛的应用。

2.1基因工程在培育抗虫作物品种中的应用

虫害严重影响农业生产，影响作物的产量和品质，制约农业经济的稳定发展。全世界粮

[4]食产量因虫害所造成的损失占14%左右。采用化学药剂虽然是目前普遍使用的治虫方法之一，但由于特异性不高，具有一定污染性等原因，一直困扰着现代农业的发展。采用生物技术，提高作物自身的抗虫害性能，为农作物害虫的无公害防治开辟了新的途径。目前，在农作物上普遍通过根癌农杆菌、发根农杆菌、花椰菜花叶病毒等为中介的基因工程方法，将一些抗虫基因苏云金杆菌抗虫毒素基因(Bt毒素基因)、菜豆抗虫蛋白基因(胰蛋白酶抑制的CPTI基因)、蓼草抗虫基因等导入水稻、玉米、棉花、马铃薯、烟草、番茄等作物细胞，并使表达这些外源抗虫基因的转基因植株得到再生，有的投入大田实验。如含Bt的烟草能有效地阻止烟草天蛾幼虫的危害。在转基因玉米植株中，玉米螟取食死亡率可达 70%。培育成功的抗虫番茄植株，对危害番茄果实的烟草天蛾和烟草夜蛾幼虫的防治效果达100%，对棉

[5]铃虫也有很好的杀虫作用。国外正在研究的转Bt抗虫作物还有大豆、油菜、苜蓿、多种蔬菜及杨树等多种树木。由此表明，应用生物技术改良某些作物的抗虫性具有很大的潜力。

棉花是世界重要的经济作物之一，每年由于棉铃虫、红铃虫的危害，一般减产10%左右，高的达30%以上。施用化学农药防治，不仅耗资巨大，增加生产成本，而且容易引起环境污染、杀死害虫天敌、破坏生态平衡。采用生物防治，虽然能减轻对环境污染，但也有在大发生年份防效差等局限性。因此，利用基因工程将苏云金芽孢杆菌(Bt)杀虫基因导入棉花品种中，将培育出具有抗虫性能的棉花品种，成为当今防止棉铃虫、红铃虫最为先进、安全与经 济有效的手段。

2.2基因工程在培育抗病作物品种中的应用

病害是植物产量降低的一个重要原因。产生病害的原因是由于植物对病原菌抗菌机理复杂，因而使相应抗病基因的克隆困难，给植物基因工程抗病菌的研究带来了难度。抗细菌病害基因工程的主要策略:一是利用非植物的抗菌蛋白，包括昆虫裂解肽、溶菌酶和其它抗菌肽。抗菌蛋白能杀死大多数细菌，目前已克隆了一些抗菌蛋白基因并在植物体内得到表达。二是增强植物本身的抗病能力。激发子是能够被植物识别并能激发植物防疫机制的信号分子。在马铃薯中，已通过基因工程手段产生激发子来提高抗病性。

真菌性病害是另一类主要病害。植物抗真菌性病害基因工程的主要策略:一是基于寄主-病原菌相互识别和信号传导体系的基因工程，其中主要是抗病基因(R基因)的转移。应用分子标记和图位克隆，目前已克隆了数十个R基因。由于多数R基因的抗性十分专化，不仅抗病谱窄，而且抗性容易丧失，因此发现和克隆持久抗性的基因具有重要意义。二是基于抗真菌蛋白的基因工程策略，包括几丁质酶和葡聚糖酶，病程相关蛋白(PR蛋白)和核糖体失活

[6] 蛋白(RIP)，抗真菌多肽，草酸氧化酶和葡萄糖氧化酶。

2.3基因工程在培育抗除草剂作物品种中的应用

抗除草剂转基因作物的选育首先是作为一种杂草防除对策而提出的。通过化学方法来控制杂草己成为现代化农业生产中不可缺少的一部分。但除草剂在杀死杂草的同时污染环境，有的对农作物产生预想不到的影响。而通过基因工程，将除草剂耐性基因导入作物，增加了对除草剂的选择性和安全性，就能有效解决这些问题。目前，世界上采用的除草剂主要分为两大类:(l)通过破坏氨基酸合成途径来杀死杂草，Monsanto公司的除草剂多为此类。如草甘膦，它是目前用得最广的一种非选择性除草剂，可杀死世界上78种恶性杂草中的76种，对人畜无毒，且易为土壤微生物分解。20世纪80年代，美国Monsanto公司率先开展抗除草剂转基因作物的研究，育成了一系列抗草甘膦的大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜、向日葵[7]品种。(2)通过破坏植物光合作用中电子链的蛋白来杀死杂草。

抗除草剂基因工程育种主要有两条途径：一是修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感，或促其过量表达以使植物吸收除草剂后仍能正常代谢；二是具有抗草丁磷特性，是在作物中导人了从吸水链霉菌中克隆的抗草丁磷(PPT)基因(bar)，能将PPT转化为无毒的乙酞化形式。由于bar基因等抗除草剂基因本身亦可作为植物转化过程中的抗性标记，因此许

[8] 多具有其它改良性状的转基因油料作物同时也拥有杭除草剂特性。

3.植物基因工程的安全性评价

基因工程在农业等领域已显示出巨大的应用价值。但从人类历史发展的经验来看，科学技术给人类社会带来福音的同时，都潜在着对人类自身或生存环境造成危害的一面，基因工程也不例外，在开展基因工程应用的同时，也要注意到其潜在的危害，加强安全性管理。早在七十年代，基因工程安全性问题就引起了广泛的讨论，人们已注意到基因工程对生态环境、人类健康、社会经济等可能带来的一些问题。

3.1基因工程对生态环境的影响

地球的生命已经存在了三十多亿年，简单的生命经过漫长的进化过程，形成了今天地球上由千万种生物所组成的复杂生态系统。采用基因工程的手段改造生物体，就有可能过快打乱自然界经过漫长时间进化所形成的秩序，破坏生态平衡。转基因生物的代谢产物会向外界环境扩散，造成链锁反应，凭目前的生物技术发展水平，还不能准确预测基因工程生物体及其代谢产物的表现形态和潜在危害，也难以提出针对性的防范措施。基因工程对生态系统的危害主要体现在：基因漂移；对非目标生物产生危害；产生有害生物，危害生物群落等问题上。

3.2基因工程对人类健康的影响

很多经基因改造的农作物经过加工成为食品，虽然基因工程技术可大大提高食品的产量和质量，但也可能引起食品成分非预期的改变，对食用者的健康产生潜在的危害。这体现在:是否会含有新的过敏原，抗昆虫农作物是否含有残留的抗昆虫内毒素，抗除草剂农作物是否最终导致除草剂用量增加，引起除草剂在食品中残留。抗病毒农作物中含有的病毒外壳蛋白基因是否会对人体造成危害。

3.3基因工程对社会经济的影响

开发基因工程产品需要巨大的经费投入，如开发一种转基因农作物，需要经过试验室研究、中间试验、环境释放、商品化生产等环节，为保证商业利益，基因工程作物种子往往价格昂贵，并且有专利保护，使农业生产高投入、高产出的趋势更明显，发展中国家和贫穷国家由于资金不足，防碍转基因作物的开发与应用，随着转基因产品数量增加，对发达国家的[9] 依赖程度也会增加，可能使贫富差距拉大，引起新的发展不平衡。发展中国家和落后国家在基因资源的利用方面也处于不利地位。宝贵的基因资源谁先发现，谁就可以申请专利而得到保护。基因资源是有限的、不可再生的，在基因资源的争夺战中，发达国家凭借其资金和技术占尽先机，通过所谓“合作研究”获取其他国家的基因资源。这使得未来在基因资源利用、开发具有自主知识产权的转基因产品方面，发展中国家和贫穷国家越来越处于被动地位。

4.展望

近20年来，基因工程的发展日新月异，硕果累累。基因转化技术的日臻成熟，使育种途径进入一个高新时代。大量转基因作物的研究表明，作物基因工程是在基因水平上改造作物的遗传物质，定向改造了作物遗传性状，扩展了育种范围，打破了物种间的生殖隔离障碍，丰富了基因资源。从而使育种更具有科学性、精确性、目的性、共用性和可操作性。新基因的克隆和转基因技术手段的完善，对多个基因进行定向操作也将成为可能，有望出现高产优质、集高光效、抗病、抗虫和抗逆等特性于一身的作物新年品种。一些重要有经济价值的转基因植物已陆续进入大田，并取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益，在解决人类所面临的资源短缺、环境恶化和效益衰退三大难题中显示出越来越重要的作用，为农业的持续、稳定发展提供了强有力的保障。但科学是一把双刃剑，基因工程在为人类创造福祉的同时也带来了诸如基因工程产品的安全性等问题。

植物修复技术在盐碱地的应用 篇7

1 概述

Jaffre (1986) 首先引用超积累植物 (hyper.accumulator) 这一术语。美国科学家Chaney等 (Chaneyet a1., 1997) 在1983年首次提出了运用植物去除土壤中重金属污染物的设想, 人们将研究重点转向了植物修复技术。赵翠珠 (2009) 通过利用基因工程方法, 对植物修复技术进行了扩展, 认为把重金属富集、耐性相关基因导入生长速度快的植物中, 筛选和培育高产、速生的重金属超富集植物, 是开发和利用植物修复技术进行污染土壤的净化和生态恢复的有效途径。周德春 (2010) 对植物生态修复技术进行了研究, 提出植物修复技术克服了传统修复的缺点, 具有投资和维护成本低、对环境扰动少等优点, 可清除土壤周围的大气或水体中的污染物, 有较高的美化环境价值。张莎娜 (2014) 对长株潭地区农田土壤重金属污染状况及植物修复技术进行初探, 确立了长株潭地区金属矿冶区土壤重金属风险评价技术方法;对长株潭典型农田土壤进行了植物修复试验, 并筛选出了镉高积累水稻品种。

2 植物修复技术在盐碱地带的概况分析

2.1 植物修复技术理论

次生盐碱化问题可以通过灌排水方式解决, 但在旱地受水资源缺乏的限制不能被广泛应用。植被的面积对土壤水盐平衡起到一定的影响, 植被的多少可能影响盐份的聚集, 同时, 对耗水量也会产生影响。植被越多, 土壤水分蒸发的速度就越快, 土壤中可溶盐分就大大降低。因而很多地方都主张用生物治理措施, 种植耐盐品种的植物, 提升植被耐盐能力, 减少次生盐渍化土地。

2.2 植物修复技术的意义

植物修复技术的应用具有十分深远的意义, 其能够让一些珍稀植被更好地适应环境, 而且在进行植被修复的过程中, 很多植被都能更好地配置在一起, 其对盐碱地的土壤能够有较好地调节作用, 丰富了植物群落, 有利于打造多样化的生物环境。

3 植物修复在盐碱地应用的前景

植物修复技术在盐碱地修复中具有十分广阔的应用前景。植物修复可以改善土壤的种植质量, 让土壤得到全面修复。如果种植了大量耐盐植物, 植物的蒸腾作用将会替代土壤的蒸发作用, 1棵成年杨树1年可蒸腾90m2的水分。减少地下水位, 降低土壤可溶性盐分, 从而减少土壤返盐几率。不同耐盐植物之间的脱盐效果差别显著, 要根据土壤实际情况选择合适的耐盐树种。有研究显示, 耐盐植物对盐碱地改良效果显著, 秋季可使盐碱地0~20cm、0~100cm土层平均土壤脱盐率达到32.0%、19.3%, 所以, 植物修复可以大大改善盐碱地质量。目前, 我国盐碱地区面积较大, 仍有很多农民收获不到丰富的粮食, 因此, 植物修复技术的应用必然能够提升我国土地利用的总体空间, 提高我国粮食产量和农民生活水平。

4 植物修复措施

4.1 改善盐碱土地

盐碱地是较珍贵的土地资源, 是让植物适应土地还是让土地适应植物是必须要解决的问题。现在很多地方没有合理地利用有限的土地资源, 水资源日益缺乏, 如果只是单纯地依靠水淋洗盐, 达不到长期保持的效果。需要筛选、引进相应的耐盐植物和对盐碱地进行合理地改善。

4.2 合理利用植被

我国耐盐植物种质资源丰富, 但是这方面的研究不多, 研究缺乏系统性, 需要进行综合性研究。不同的土壤类型应对应不同的耐盐植物, 才能产生良好的经济效益和生态效益。而且要想全面改良盐碱地带, 必须充分了解各种植被的特性, 合理地配置植物, 才能发挥出最大的生态效益。

4.3 生物改良

生物改良法在盐碱地带具有十分广泛的应用。耐盐植物的矿质营养中有很多的耐盐机制, 生物措施是改善盐碱地的天然办法, 其能够让土壤逐渐恢复活性, 达到酸碱平衡的目的, 丰富了土壤的营养元素。通过筛选高耐盐的有益微生物和根际微生物, 对植物根系形态、水分、养分的高效利用和关系进行探讨, 其研究作用不可估量。

4.4 综合控制

随着对盐碱化问题的深入研究, 对于如何彻底地治理盐碱地有很多实际性的操作方法。目前, 迫切需要追求一种具有巩固防治效果的方法, 从而控制土体中水盐的平衡。可通过不断提高土壤中的肥力, 从而调控土地中的盐水平衡。在农作物的根部建立一个良好的肥、水、盐生态环境, 促使植物能正常生长。改良土壤的过程中, 加厚熟土层, 也是增加土壤有机质含量的重要措施。要从不同方面巩固盐碱地的改良效果, 防止土壤因为干旱返盐, 尤其是注意一些特别肥沃的土壤。

5 结语

植物修复技术是一种以植物忍耐、分解或超量积累某些化学元素的生理功能为基础, 利用植物及其共存微生物体系, 吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的治理技术。与传统修复方法相比, 该技术成本低、过程简单, 且环境友好。植物修复技术对盐碱土地的肥力有很大的改善作用, 种植耐盐植物, 在0~20cm土壤层中可提供有机质和速效氨。不同的耐盐植物对土壤的脱盐作用不同, 要根据实际情况加以选择。在植物修复技术的应用过程中, 可以采用多种应用方式, 合理地利用植被, 同时, 利用生物改善法对土壤进行天然性的改善。只有这样, 植物修复技术的作用才能得到最大程度地发挥。合理利用盐渍, 有利于提高耐盐植被的成活率, 推动该地区的发展, 具有良好的生态效益与经济效益。

摘要：植物修复技术在盐碱地带的应用十分重要, 其不仅能够让植物具有更好的适应能力, 而且还能有效改善土壤质量。本文主要针对植物修复技术在盐碱地的应用进行分析, 讨论了植物修复技术概念、意义以及在盐碱地的具体应用和作用。

关键词：植物,修复技术,盐碱,应用

参考文献

[1] Y.T.Chew;Investigation of Multiphase Flows near Micro-textured Walls using Lattice Boltzmann Method[A].工程与科学中的计算方法[C].2006

[2] 赵翠竹, 夏光敏.向凤宁芦苇富集重金属相关基因——γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的克隆与功能的初步分析[A]全国“植物生物技术及其产业化”研讨会[C].2007

[3] 周德春.植物生态修复技术的研究[D].东北师范大学, 2010

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇8

摘 要 现代社会，由于人们对生活环境的要求越来越高，为了满足人们的需求，园林植物在快速繁殖、防病虫害、育种等方面的技术水平也要随之提高。植物组织培养技术能够有效满足园林植物在这一方面的需求。为了提高我国园林植物的种植质量，科研工作者在高效节能组培系统的研发中投入了大量精力。阐述高效节能组培系统的应用类型，分析高效节能组培系统的开发思路，最后介绍高效节能组培系统在园林植物组培当中的作用。

关键词 高效节能组培系统；研发；园林植物组培

中图分类号：S688 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.058

在现代社会当中，能源紧张的趋势越来越明显，市场竞争越来越激烈。各企业都要采取必要的节能措施，降低生产成本，增强企业自身的竞争力。各国政府也加大了节能技术的研发力度，并且普及应用开来。在园林植物的种植方面，各种节能技术和节能产品也不断投入应用，构成一个完整的高效节能组培系统。高效节能组培系统的出现，推动了我国现代农业的发展，在园林植物的种植过程中发挥了重要作用。

1 高效节能组培系统的应用类型

1.1 快速繁殖种苗

组织培养快速繁殖园林植物当中的优秀种苗，是一种具有美好前景的应用类型。植物组培技术能够突破种苗生长时间的限制，促使种苗在短时间内发育成熟。培育出来的幼苗品种纯正，产量丰富，具有极高的商业价值，能够满足市场的需求。目前，我国已经能够运用组培技术快速培养一些名贵花卉和观赏性植物。快速繁殖种苗的手段主要有两种：第一种是利用茎的尖端和中段催生出腋芽，或利用种苗的根或叶诱导不定芽的生长；第二种是对愈伤组织进行诱导，催发出不定芽[1]。

1.2 培养无病毒苗

许多园林植物都会遭受各种病害的侵扰，影响植物的健康生长，甚至造成植物死亡。这一点在利用无性繁殖手段培育出来的植株当中表现得更加明显。植物的病害症状会由于无性繁殖手段而一代一代往下传，症状越来越为严重。为了解决这种问题，科学家在20世纪60年代初通过微茎尖培养的方法培育出了无病毒苗，与热处理方法相结合，消除植物当中的大部分病毒、真菌和细菌。随着科学技术的进一步发展，无病毒苗的培养、鉴定、繁殖和保存方法都进一步完善，形成了一个完整的技术体系。

1.3 育种

园林植物的育种主要有以下几种方法：单倍体育种、胚胎培养、细胞融合、基因工程、培养细胞突变体和辐射诱变育种等[2]。以单倍体育种为例，单倍体的植物不能够独自结出果实，需要用秋水仙素进行处理，让染色体加倍，这就是单倍体育种的基本原理。利用单倍体育种的园林植物有百合类、芍药、非洲紫罗兰等。细胞融合就是将两种不同类型的植物细胞融合在一起，获得杂种植株。培育出来的杂种植株往往能够综合两种不同植物的优点，具有极高的商业价值和巨大的应用空间。

2 高效节能组培系统的开发

2.1 主体框架结构

为了实现不同类型园林植物的共同培养，高效节能组培系统需要采取分层结构，每层都采取抽拉式的方式，方便工作人员放置各种培养材料。同时，考虑到各种物质的腐蚀作用，组培系统的整体框架要采用不锈钢材质，并利用压塑板来进行外部装饰。组培系统的整体框架要选择适宜的长度、高度和宽度，其中长度为100～150 cm，宽度为60～80 cm，高度为150～200 cm。

2.2 控制系统

管理人员通过控制系统来对各个培养层进行控制，监视整套组培系统的运行状态。在控制系统上有光源的总开关、每层的开关控制按钮、照度的设定按钮和调节按钮、定时开机按钮和关机按钮。其中光源总开关和每层的开关控制按钮，分别对整套系统和各个培养层的光照进行控制；照度的设定按钮和调节按钮就是调节光照强度的大小，或者将光照强度调整到设定的数值；定时开机和关机按钮就是按照规定的时段调节光照的强度，顺应培养层当中植物的生长规律。

2.3 光源系统

组培系统的光源通常采用能够发出可见光的LED设备。按照亮度来区分，LED设备可以分为一般亮度的LED设备和高亮度的LED设备[3]。一般亮度的LED设备发出的可见光主要是红光、橙光和黄光，通常用于家用电器、信息产品、通信产品、大型广告板、交通信号灯和生物医学等方面。高亮度的LED设备发出的可见光主要是绿光、蓝光和白光，主要用于一些特殊场合的照明。而在节能高效组培系统当中，主要采用高亮度的白光LED灯珠。高亮度白光LED灯珠在组培系统当中各培养层的侧面位置，均匀地照射到培养层当中。

2.4 导光系统

在组培系统当中，导光系统的主要材料是纳米导光板。纳米导光板是在浇铸有机玻璃时，投入纳米级光散射粒子而制成的，能够将高亮度白光LED灯珠发射出来的光均匀散射到各个培养层当中。纳米导光板据有很多优点：方便加工成任意尺寸、任意形状，使用比较灵活；转化的光线均匀而柔和，适合植物的生长；使用寿命高，通常情况下使用寿命在8～10 a。

3 高效节能组培系统对园林植物培养的作用

高效节能组培系统在园林植物的培养当中发挥了重要作用，主要表现在以下几个方面。

首先，在植株形态方面。以文心兰为例，经过高效节能组培系统培养出来的植株与利用其他传统方式培养出来的植株相比，植株高度明显要高，叶片的数量也更多，有利于植株更有效地进行光合作用。另外，经过高效节能组培系统培养出来的植株与利用其他传统方式培养出来的植株相比，根茎的长度更长，数量更多，更加深入土壤，这说明植株对土壤当中营养的吸收程度也比较强。

其次，在植株中物质含量方面。以园林植物当中常见的白掌为例，利用高效节能组培系统培养出来的植株与利用其他方式培养出来的植株，内部物质的含量具有很大差异，主要体现在叶绿素和可溶性糖两方面。科学实验表明：利用高效组培系统培养出来的白掌植株，体内的叶绿素a、叶绿素b的含量能够达到植株体内叶绿素含量的最大值，而利用其他方式培养出来的白掌植株，体内叶绿素含量明显不能达到这种水平。而在可溶性糖方面，科学家们也得出了相同的结论。这说明利用高效节能组培系统培养，能够增强植株的新陈代谢能力，促进植株的生长发育。

4 结语

现代社会对园林植物种植的要求越来越严格。为了满足现代社会对园林植物种植的需求，我国科学家开发出了新一代高效节能组培系统，在尽可能节省各种能源的情况下，促进园林植物的健康生长。高效节能组培系统能够让植株的形态更加优美，内部营养物质含量更高，对园林植物的生产具有良好的促进作用。

参考文献

[1]郭威威，毕超，王兵.新型节能高效植物组培专用LED光源的研制与试验[J].浙江农业科学，2011（5）：1192-1195.

[2]周泓，虞侠挺.基于嵌入式的兰科植物组培控制系统[J].传感器与微系统，2012，31（8）：116-118.

[3]高柱，王小玲，唐军荣，等.我国木兰科植物组培快繁研究进展[J].江西科学，2013，31（1）：53-57.

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇9

表面展示技术在污染环境生物修复中的应用

革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌和酵母中已建立多个表面展示短肽和蛋白质的系统.在微生物细胞表面展示外源蛋白对污染环境的生物修复有着重要的意义.展示金属结合蛋白(肽)的微生物可用于污染土壤和工业废水的净化,展示有机磷水解酶的.微生物将用于有机磷污染物的脱毒.微生物表面展示技术将成为污染环境生物修复的有效策略.这一技术的研究还是一个新领域,要使其得到应用还有许多问题需要解决.参38

作 者：高蓝 李浩明 GAO Lan LI Haoming 作者单位：广东药学院,广州,510240刊 名：应用与环境生物学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED & ENVIRONMENTAL BIOLOGY年，卷(期)：11(2)分类号：X830.2关键词：表面展示技术 生物修复 生物吸附 脱毒

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇10

单克隆抗体技术在植物中的研究应用

介绍了单克隆抗体技术及其基本原理,综述了单克隆抗体技术在植物病原菌、植物病毒及植物其他方面的`应用研究.

作 者：李亚璞 LI Ya-pu 作者单位：河北省生物研究所细胞生化研究室,河北,石家庄,050081刊 名：河北农业科学英文刊名：JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)：13(4)分类号：Q813.2关键词：植物 单克隆抗体 病原菌 病毒

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇11

【关键词】美容外科技术；面部创伤修复；治疗分析

【中图分类号】R782.2【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2012）09-0029-01

面部创伤是一种常见病，在治疗时大多会只是进行清创缝合处理，并且只注重于止血和缝合伤口，而对于日后患者的美容问题考虑的并不多，这样在面部伤口愈合之后会留下比较丑的瘢痕，患者的心理就会产生阴影，一般会再去进行美容整形。而在我院近年来的研究中发现，采用美容外科手术会取得比较好的效果［1］。在本次研究中选取我院面部创伤患者50例，对这些患者采用皮肤磨消术、局部皮瓣转移术以及激光治疗等等外科美容手术方法。从而最大限度的修复患者的组织皮肤，并且强化手术后康瘢痕的治疗措施。现将结果总结报告如下。

1　资料与方法

1.1　一般资料：选取我院在2010年10月到2011年10月收治的50例面部创伤患者，其中男13例，女37例，患者的年龄在3～45岁之间，平均年龄为（22　15.1）岁。所有患者都没有生命危险，并且生命特征稳定。创伤的部位在前额的有12例，眼周的有6例，鼻部的有5例，口部的有5例，耳周的有2例，面颊的有7例，下颌的有13例。患者中大多为划伤和切割伤。患者大多因为交通事故而致伤，并且伴有四肢部位的损伤。

1.2　方法：美容外科技术分六个步骤：1、确保患者的生命安全：仔细检查患者，排除复合伤的存在，如果遇到存在开放性骨折和气胸等情况时应当立即优先予以处理。2、清创：在清理创口时，要清理包括创口内异物和血凝块，将其彻底清除、冲洗和消毒，以免重要的神经遭到感染。采用电凝和结扎止血的方法防治血肿的形成。3、采用皮肤磨削机对切口和皮肤的擦伤处以及伤口周围1cm的皮肤进行消磨处理，达到真皮浅层即可，然后去除擦伤区的粉尘，对于肾不足之中比较明显的粉尘尽量进行小切口的切除，对于面积较大不能切除的进行激光照射，达到爆破粉尘的目的。4、缺损组织修复：将条形裂口改为W形。对于有组织缺损伤口的患者，需要进一步考虑其器官的形态等等因素。然后设计局部皮瓣，各个因素需要考虑周到，从而避免眼、鼻、口角发生移位变形的情况。5、缝合伤口：准确的缝合肌层、皮下组织以及皮肤，在缝合时注意不能出现两侧裂缘的情况发生。6、术后处理：手术后进行无菌包扎，患者需要做到及时吃药，口服或者　静滴抗生素3d，在手术后7d拆线，在拆线之后今早的进行抗瘢痕治疗，并且注意防晒。

2　结果

所有患者的伤口都在I期内愈合，在手术3～6个月后，患者没有出现粉尘着色的现象，不过有轻度的色素沉淀，在出现后3个月内自然消失，患者瘢痕的情况并不明显，也没有出现继发畸形的现象。48例患者手术后都没有再次进美容整形手术，对治疗效果很满意。还有一例因为外眼角轻度下垂，在6个月后再次进行了手术整形。

3　讨论

3.1　近年来随着经济的不断发展，人民的生活水平也不断提高，人们对于生活质量的要求也在逐渐提高，患者对于面部损伤的修复治疗效果不再仅仅停留于创伤的愈合，患者更加在意的是面部外形的美观等等方面。对于面部的创伤，应当根据每个患者的不同情况，受伤的程度和深度、部位等等因素，采取综合的手术方法。如果处理不当，会在患者的面部留下难以处理的问题，例如：粉尘着色、瘢痕增生、眼鼻口角畸形等等问题。这样就极大的伤害了患者的自信心，很可能进一步造成患者的心理阴影，使患者再次或多次的进行美容手术。这样不仅增加了患者的治疗费用，还有可能牵涉到赔偿等等更多更复杂的问题。所以在面部创伤后得到及时有效的处理是非常关键的［2］。

3.2　皮肤消磨术是美容外科手术最为常见的技术，其在处理面部瘢痕的修复问题上有着比较好的处理效果。采用此技术能够避免常规清除粉尘会遗留下异物在皮下组织的缺点，其在处理创面时能够比较彻底的清洁粉尘，大大的减少手术后粉尘的发生率。同时在清洁的时候还会对创面进行同色性和同质性的修复，这样就可以比较好的隐藏术后留下的创伤。

总上所述，对于面部创伤采用美容外科技术能够兼顾患者术后器官的功能和美观，同时给患者减轻经济上的负担，是一种有效的技术，适合在临床上得到广泛运用。

参考文献

［1］　王炜.整形外科学［M］.杭州：浙江科学技术出版社，1999，902-904.

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇12

自从首次发现砷超富集植物(Hyperaccumulator)蜈蚣草后,其修复砷污染土壤逐渐成为研究热点,但多数集中研究蜈蚣草对砷的吸收和富集机理上。本文在综合分析前人在该领域的研究成果的基础上,对砷富集植物开发、提高植物修复砷污染土壤效率的技术途径与强化措施以及植物产后处置技术等方面进行阐述,以期为今后的研究提供理论支撑。

1 国内外土壤砷污染现状

土壤环境中砷的来源十分广泛,包括土壤母质、火山喷发等自然因素,而以人类工农业生产以及矿山开采冶炼等活动造成大量砷进入土壤环境的人为因素通常是造成土壤砷污染严重的重要原因。土壤砷污染因其隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,通过生物富集作用,最终进入人体,摄入超出限量值会对人体健康产生危害,严重时会引发“三致”效应。

目前,全球有数万个砷污染区域,最高土壤砷含量可达26 500 mg/kg[4],澳大利亚就占有超过10 000个土壤砷污染场地,其中有几个污染场地土壤砷浓度超过9 900 mg/kg[5],墨西哥拉姑内拉地区土壤砷浓度也高达2 657 mg/kg[6],造成部分国家和地区土壤砷浓度加深的重要来源是采矿和冶炼活动“三废”的排放(表1)。据数据调查显示,我国年产砷矿渣50万t,已囤积的砷渣超过200万t,约有2 000万人生活在土壤砷污染高风险区域,土壤砷中毒事件屡见报道[11,12]。由表1可知,我国贵州、湖南、云南等省份采矿区土壤砷浓度严重超出《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》

随着砷污染范围逐渐扩大,我国城市城郊菜地土壤砷污染研究受到广泛重视[13]。陈智虎等[14]对贵阳市近郊菜地土壤砷污染状况调查发现,个别菜地出现无污染向中度污染变化现象,张竹青等[15]对荆州市郊区蔬菜基地砷污染现状研究发现,蔬菜中砷污染是源于含砷农药喷洒。北京、上海、广州、重庆等大城市也都比较系统地对郊区菜地土壤中砷含量进行测定(表2)。食入土壤砷污染的农产品是当前危害局地人群健康最主要的形式,我国土壤砷污染的治理与修复显得尤为重要。

2 砷污染土壤植物修复研究现状

目前,传统的物理、化学方法修复砷污染土壤具有工程量大、投资费用高、破坏土壤结构等缺点,而植物修复技术因其经济有效、生态协调、环境友好等特点,具有其他传统修复技术不可比拟的优越性。

2.1 砷富集植物的开发现状

国际上筛选出的重金属超富集植物超过400种,而国内外文献报道砷超富集植物主要有蜈蚣草(Pteris vittata L)、粉叶蕨(Pityrogramma calomelanos)、大叶进口边草(Pteris cretica L)、长夜甘草蕨(Pteris longifolia)、井边兰草(Pteris multifida)、斜羽凤尾蕨(Pteris oshimensis)、紫轴凤尾蕨(Pteris apericaulis)、白玉凤尾蕨(Pteris cretica Albo-Lineata)、狭眼凤尾蕨(Pteris biaurita L)、琉球凤尾蕨(Pteris ryukyuensis Tagawa)、粗蕨草(Pteris.quadriaurita Retz)等(表3),这为植物修复砷污染土壤研究提供了丰富的物种资源。

近几年,国内外学者又陆续发现一些耐砷植物,2011年Nateewattana等[30]研究了4种湿地植物对土壤砷修复情况,结果发现纸莎草(Cyperus papyrus L)对砷的富集浓度范围在130~172 mg/kg;2012年王海娟[10]对云南和贵州几个矿区的野生植物进行调查和测定后发现,密蒙花(Buddieia officinalis Maxim)、珠光香青(Anaphalis margaritacea L.)、小米菜(Amaranthus tricolor linn)和土荆芥(Chenopodium ambrosioides)4种植物地上部砷含量分别为607.68、702.70、381.65、369.55 mg/kg,并且这4种植物的富集系数与地上部生物量均较高,因而可将其作为理想植物材料来治理当地矿区砷污染土壤;2013年陈丙良等[31]采集陕西大柳塔矿区土壤和矿区荆条(Vitex negundo var)进行盆栽试验,结果表明:在砷长期累积情况下,荆条能保持生长态势,并得出荆条可用于大柳塔矿区土壤砷污染防治的结论;2014年邹小丽等[32]通过温室大棚种植4种柳树,研究和探索其在淹水土壤环境中砷污染的吸收、转运和去除效果,结果发现,柳树在土壤砷含量不超过50 mg/kg浓度胁迫160 d后,4种柳树的生物量没有发生明显的差异,均有较强的耐砷性,并且经过柳树修复后的湿地土壤砷含量明显减少,可以用作湿地土壤砷污染的植物修复材料。以上报道的富集植物,虽没有蜈蚣草等蕨类植物具有超强吸收与富集砷能力,但其生境特征与当地环境相适应,对当地砷污染土壤修复同样具有应用价值。

2.2 植物修复砷污染土壤效率的技术途径与强化措施

2.2.1 磷肥调控。

植物修复砷污染土壤的周期性较长,陈同斌等[33]将砷超富集植物蜈蚣草成功地用于修复湖南郴州砷污染土壤后,又通过连续5年的植物修复田间定位试验发现,从长期来看,连续种植蜈蚣草过程中不施肥,有可能会因养分亏缺而影响蜈蚣草的生长,同时发现对蜈蚣草施磷肥是一种有效的辅助措施;他通过盆栽试验又发现,添加400 mg/kg以上的磷时会促进蜈蚣草地上部和地下部的含砷浓度以及砷的生物富集系数明显升高,并且随添加磷浓度升高而增加[34];而廖晓勇等[35]通过田间实例研究磷肥对蜈蚣草生长以及修复效率的结果表明,当对蜈蚣草施磷量为200 kg/hm2处理时,其地上部砷含量达到最大值(1 535 mg/kg),土壤砷植物修复率最高(7.84%);当施磷量为600 kg/hm2处理时,蜈蚣草地上部砷累积量有所降低,但可以促进地下茎储存高量的砷。因此,肥料施用量需要在一个适当的范围内才能有利于促进富集植物对砷的高量累积。

有学者发现施用不同类型的磷肥也会明显影响蜈蚣草的生长和植被中砷浓度,廖晓勇等[36]又通过室内盆栽种植蜈蚣草,并对蜈蚣草施用钙镁磷肥、磷酸二氢钙、磷酸二氢铵等7个不同磷肥处理,结果发现磷酸二氢钙是蜈蚣草修复砷污染土壤过程中最佳磷肥选择类型,砷的去除效率高达7.28%。因此,在植物修复砷污染土壤过程中,根据待修复土壤污染程度、土壤养分状况需要开展试验研究,分析并选择合适的肥料类型才能有效提高富集植物对砷污染土壤的修复效率。

2.2.2 收割措施。

在应用超富集植物修复砷污染土壤的试验中发现,刈割对超富集植物砷的吸收和植物修复效率有着重要的影响。李文学等[37]以蜈蚣草为试材,通过盆栽试验研究了收获次数对蜈蚣草生长、砷吸收和植物修复效率的影响,数据显示在3次收获中,第2次和第3次收获的蜈蚣草的吸砷速率均显著高于第1次,并且蜈蚣草地上部含砷量分别高达3 214 mg/kg和2 384 mg/kg,均高于第1次收获。陈同斌等[38]与王宏镔等[39]分别建立了对砷超富集植物蜈蚣草和井边兰草进行连续提取模式,即超富集植物通过根系将土壤中的砷吸收并转运、富集到地上组织中,等到植物生长几个月形成一定的生物量后,定期收割地上部分,保留地下部位,形成对同一株植物进行连续转移土壤砷目的。这表明适当的刈割次数并不会降低砷富集吸收效率,反而是提高修复效率的一种策略。

2.2.3 植物—微生物联合修复。

采用植物—微生物联合修复技术是提高重金属污染土壤修复效率的最有效途径之一[40]。大量文献也已表明,植物—微生物联合修复技术显示出了理想效果。杨倩[41]在田间试验条件下,施用砷酸还原菌(ARB)显著促进了蜈蚣草的生长发育,植物干重和砷累积量分别增长了约50%和113%,土壤的修复效率大幅度提高。国外学者观察到,接种丛枝菌根(AM)可以提高蜈蚣草地上部生物量,增强吸收和富集砷的能力[42,43,44,45],国内近年来的研究也表明,AM真菌可以提高植物对砷的耐受性,促进增加植物地上部砷浓度,提高植物富集和转运效率[46,47,48,49,50,51]。廖晓勇等[52]把农杆菌属(Agrobacteriumsp.C13)与蜈蚣草联合应用到砷污染场地后发现,蜈蚣草生物量提高16%~17%,砷去除率比对照区提高约40%。杨志辉等[53]公开发明了一种用于砷污染土壤的菌株(Brevibacterium.sp.YZ-1)及其应用方法,该菌株对As(Ⅲ)具有极强的耐受性,并且极大降低了环境中砷的毒性。筛选出的高效降解菌株与植物联合应用具有操作简便、降低成本、安全有效等优势,这给重金属污染土壤修复带来良好的应用前景。

2.3 植物产后处置技术

超富集植物生物质产后处置与处理技术的研究相对缺乏,在一定程度上限制了植物修复技术工程化与商业化应用。目前超富集植物产后处置主要集中在焚烧法[54,55]、堆肥法[56]、压缩填埋法[57]、高温分解法[58,59,60,61]、灰化法[62]、液相萃取法[63]等传统处置技术上,植物冶金[64,65,66]、热液改质法[67,68,69]、超临界水技术[70]等一些新兴的资源化处置技术也相继获得一些研究成果,但每种方法都存在其局限性(表4),在今后的生物质回收利用方面,还需要开展更多的试验研究。

Carrier等[74]成功采用超临界水技术对蜈蚣草羽叶进行处置,并得到理想的试验结果。国内学者也在积极探索蜈蚣草无害化处理,一些学者通过采用浸提法和热处置技术或焚烧法等几种处置技术联合应用[75,76],为富集植物减量化与无害化提供了途径。蜈蚣草因生物量大,吸收富集能力强而成功应用于植物修复砷污染土壤,但国内外对其后续无害化处置研究较少,深入研究蜈蚣草产后资源化综合利用,这对蜈蚣草修复砷污染土壤的实际推广应用具有重要意义。

3 结论与展望

土壤环境是砷迁移转化的重要场所,随着土壤砷污染范围的扩大,其生态治理与恢复成为一个严峻的问题。目前,关于土壤砷污染问题及其修复的研究成果基本集中在理论层面,但要实现系统化、正规化地植物修复砷染土壤还需要做大量的科学工作。

(1)超富集植物具有生物量大、吸收和富集重金属能力强等特点,目前砷富集植物仅集中在十几种蕨类植物上,而其生长环境往往受到温度、湿度等因素影响,因此筛选和培育更多的砷富集植物是植物修复技术实际推广的前提,具有重要意义。

(2)针对待修复场地,根据富集植物生境特征进行配套栽培技术与强化措施的系统集成研究,特别是植物-微生物等多种组合修复模式是提高植物修复效率最有效的辅助措施。

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇13

短流程工艺及其在转炉除尘水处理中的应用

简要介绍了转炉烟气除尘水污水的特性和污水综合处理短流程工艺的特点,通过实际工程应用表明,短流程工艺在转炉烟气除尘水闭路循环系统中具有处理效果好、占地少、维护成本低、效益明显,值得在除尘水处理领域大力推广应用.

作 者：魏治海 邹德军 王政S WEI Zhi-hai ZOU De-jun WANG Zheng-yun 作者单位：大连绿诺环境工程科技有限公司,大连,116100刊 名：科学技术与工程 ISTIC英文刊名：SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING年，卷(期)：20077(20)分类号：X703.1关键词：烟气除尘水 短流程工艺 闭路循环 粗颗粒分离机 斜管沉淀罐

人工湿地技术在污水处理中的应用 篇14

摘要：人工湿地技术是建立在生态学原理基础上的`一项新型污水处理技术,因其具有净化效果好、工艺设备简单、运行费用低、美观等特点,从而受到人们的广泛关注.现主要从人工湿地的基本构型、人工湿地分类和国内外应用现状3个方面进行了阐述,并提出了人工湿地在实际应用中的问题和未来发展方向.作 者：WANG Fu-tian 顾宝群 SUN Mei-ying 董瑞海 WANG Fu-tian GU Bao-qun SUN Mei-ying DONG Rui-hai 作者单位：WANG Fu-tian,SUN Mei-ying,WANG Fu-tian,GU Bao-qun,SUN Mei-ying,DONG Rui-hai(河北省水利科学研究院,石家庄,050051)

顾宝群,董瑞海(河北省环境地质勘查院,石家庄,050018)

植物修复技术及其在污水处理中的应用 篇15

关键词：注浆技术,房屋,应用

现代楼房的病害主要分两大类:一是砼结构病害:主要为受力结构部分, 如地下基桩基础、柱、剪力墙、梁、板此部分的处理应从固结补强入手。二是楼房墙体渗漏、变形缝、施工缝渗漏, 女儿墙、排水管口穿墙孔渗漏、门、窗渗漏, 预埋件部位渗漏, 此类病害可采用固结止水或防水方法处理。这类楼房病害, 不但严重影响人们的正常生活, 甚至导致原设计功能的改变, 造成极大浪费;同时对人们财产、生命带来严重危害。注浆技术的应用可以提高楼房的使用功能, 延长楼房的使用寿命。且在房建工程中, 组成楼房结构的地下室、桩、柱、梁、板、墙体等出现裂缝;房屋门、窗渗漏, 厨卫间、茶水间、水池、变形缝、穿墙管、墙体面等渗漏是楼病害的“多发病、常见病”。

1注浆技术对楼房病害的适应性

对于已建成的楼房出现上述病害, 尤其是已装修的房屋处理, 原则应以最低限度不影响原砼结构和已装修的饰面为基础, 采用注浆的方法能满足以上的原则。做到施工影响范围小, 加固影响范围大, 可达到“一注见效, 长久保安”的目的。

注浆方法处理是在压力的作用下, 将流动性的“粘结剂”压入被加固体中, 具有粘结效果好, 封密性好。如压入的是环氧材料对钢筋还具有一定的抗锈蚀性的保护功能, 粘结强度往往大于砼自身的拉、剪应力。

注浆方法尤其适用于受周边施工环境的限制无法采用常规方法施工的部位, 具有操作简单, 快捷的特点。如文物建筑的彩描、雕刻花梁, 无法替换的琉璃瓦面等裂缝的补强加固处理;受周边设施限制, 无法拆除变动的部位。

在防水方面, 由于注浆是把浆液注入到砼内缝中, 使其充填密实粘结, 因此在提高砼防水性方面较优于“穿衣”性的防水效果。

对出现蜂窝、老化、蚀变性的砼, 采用注浆方法是最为理想的方法, 能使强度下降的砼得到固结改性, 提高强度, 延长使用寿命。

2注浆技术对楼房工程病害的常规处理方法

楼房病害影响的因素很多, 应从设计—施工—管理—选材—使用过程分析, 特别目前建房设计理念。施工技术的飞跃发展, 新材料的不断涌现, 如何正确认识和运用这些新技术、新材料是控制和减少病害的重要措施。

2.1对于结构受力部位采用注浆加固技术处理方法

(1) 从设计—施工—管理—使用过程做好病害成因分析。 (2) 根据病害部位设计布孔孔位, 孔距适宜控制在30-40cm内, 孔径在0.8-1.2mm, 孔深根据病害部位而定。 (3) 干缝面可在距缝两侧3-5cm处, 涂环氧胶封闭缝口, 以免注浆时浆液从敞开的缝口窜出。湿缝采用沿缝开槽, 槽口宽×深宜控制在2-3cm×2-3cm内, 以免扩大缝口。清孔清槽后, 压上早强水泥封槽、埋管。 (4) 干缝可注入低粘度的环氧树脂类材料, 固化时间应控制在12-16小时, 目的是让注浆材料能充分充填到缝隙内, 起到缝面及周边微细缝隙的全面积粘结作用。

湿缝应选用对水具有亲和性和排水性的环氧材料, 在注浆过程中克服被粘物表面的水膜与被粘物有效的粘结, 从而达到固结补强的目的。

注浆过程浆液仅对缝面开始部分起堵塞作用, 而不是全面粘结, 注浆应视为失效。为此应进行同孔多次重复施灌, 直至在设定的压力下孔口注浆饱满, 并达到一定的注入量为准。

注浆压力宜控制在0.5～0.8Mpa严防高压对砼造成扩缝劈裂带来新的破坏。

2.2砖墙体及窗、门注浆处理

通常这类病害处理, 如墙体渗漏则铲除批荡层, 做一道防水层或防水砂浆。但作为连通的墙体将会出现这边治理那边渗漏的局面。同样窗台漏水往往是在“认为”漏水的部位涂上一道封闭胶就可以解决问题。殊不知, 窗、门—窗、门框—墙体是一个整体。当窗、门及其框不封闭, 雨水沿框的固定螺丝孔、框的拼缝渗流到空心的窗、门框内, 再向墙体渗漏;墙体的渗漏的另一原因是外墙的饰面材料不能起到封闭作用, 以饰面砖建筑物出现的渗漏为多。采用“穿衣”防水的办法只能治标不治本, 当材料老化渗漏又再出现, 同时水被封闭在空心墙内 (或灰砂砖体内) , 这些只能通过内墙蒸发, 使墙体发霉, 并导致白蚁生成, 造成暗埋电线管路的损坏。

采用注浆的办法是在窗的框周布孔, 重点在框的底部注浆, 材料以水泥浆为主。在水泥注浆结束后, 再进行环氧封闭处理, 其作用是控制水泥注浆后产生的干缩。

墙体的渗漏应先将渗漏的批荡层 (室内) 铲除, 找出渗漏面, 采用墙面布孔注浆。注浆材料为水泥浆, 改善空心砖的密实度, 提高阻挡外墙雨水渗透的能力, 可取得理想效果。注浆压力以0.1～0.3Mpa为宜压力过高极易造成外墙饰面砖的剥落。

2.3用砖墙砌墙的厨、卫间的注浆处理

厨房、卫生间是用水的集中地方, 一般都采用不同方式进行内防水处理。但在使用的过程中通常出现渗漏, 主要是防水层失效, 厨房、卫生间的用水沿砖和砖缝灰砂的毛细作用渗透至墙面冒汗、发潮。处理的方法是通过环氧注浆切断渗水通道, 控制水沿毛细孔扩散。即在砼地板与砖墙的砖缝开一小槽, 沿砖缝布孔, 孔距在20-30cm为宜, 采用环氧砂浆嵌槽, 埋管注入环氧浆, 重复注浆至充填饱满。处理方法简单有效, 如条件限制可在厨、卫间施工。即在瓷片的连接位上钻孔、埋管、注浆后, 采用同色水泥进行孔位表面修饰即可, 省去铲除批荡层、涂防水胶、重新批荡的工序, 节省费用, 缩短工时, 效果明显。

2.4女儿墙病害的处理

砼女儿墙与楼板的接缝可视为施工缝。由于楼板受周边结构约束, 受温度影响, 热胀冷缩的线膨胀倍率与女儿墙是不一致。当女儿墙纵向变形膨胀系数a=5×10-6时, 楼板变形膨胀仅为女儿墙的一半, 采用常规的材料处理很难满足这一伸缩变化要求, 因此女儿墙的渗漏是楼房病害的通病之一。

处理的方法:除考虑楼板设置相应的变形缝外, 在女儿墙与楼板接触部位进行钻孔、埋管注浆, 注浆材料应选用拉、剪强度好, 粘结力强的材料。

3结果

楼房病害的处理应全面综合地分析原因后才可制定治理方案。通常楼房病害的出现在楼房使用后, 常规处理方法对已装饰的楼房结构有较大的影响。往往清凿量大, 影响房屋的使用时间长, 常常因清凿过程的振动, 使楼房各部位的接缝松动, 导致隐蔽性渗漏的病害增加。同时由于材料的不适宜性, 导致病害反复处理, 病害面扩大, 增加处理费用和延长施工周期。因此注浆技术在楼房病害的处理方面具有其它方法不可比拟的优点。