光污染的危害和防治
工程（造）B091 200905034334 杨可
【摘要】光的定义和分类。光污染的危害：对人的危害， 包括对人心理的影响，对人身体的影响；对人生活的影响；对交通安全的危害；对生态环境的危害；对天文观测的危害；对能源利用的影响。 光污染的防治措施，建立健全法律法规和相关标准，加强城市建设管理减少和防治城市光褥染，要加强对城市建设的管理， 加强宣传和技术研究
【关键词】 预防 光 污染 健康
1 光污染的定义及分类
1．1定义
首先提出光污染的是国际天文界．认为光污染是城市室外灯光照明使天光很亮而难以进行星空观测。目前关于光污染的理解，还没有统一的定义．【1】较常用的是：“由于逸散光／反射光的产生损害了良好的照明环境，从而对人类和其他生物的正常发展产生不利影响的现象。”光污染属于物理性污染，有2个特点⋯ ：①光污染是局部的，会随距离的增加而迅速减弱；② 在环境中不存在残余物，光源消失。污染即消失。
1．2 分类
一般将光污染分为3类．即白亮污染、人工白昼和彩光污染。
(I)白亮污染。阳光照射强烈时。城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮．眩眼夺目。
(2)人工白昼。在夜间。商场、酒店的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱．有些强光甚至直冲云霄。使得夜晚如同白天一样，即所谓的人工白昼。
(3)彩光污染。舞厅、夜总会安装的黑光灯，旋转灯，荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。此外，由于装修、灯具不当等引起的室内视环境污染会对人视力造成危害，也是一种光污染，工业应用的紫外线辐
射、红外线辐射也都是光污染源。
2 光污染的危害
2．1 对人的危害
2．1．1 对人心理的影响
人在缤纷多彩的环境中待一段时间，就会感觉到心理和情绪受影响．如果城市“人工白昼”使居住环境夜晚过亮，人们会难以人眠．扰乱人体的正常生物钟，使人白天头晕心烦，食欲下降，情绪低落，从而导致工作效率低下，造成心理压力。科学研究也表明，彩光污染会影响人的心理健康【2】。如过多杂乱的霓虹灯所提供的光照纷乱朦胧，人的视觉会不清晰，长期接触会使人心理环境不平衡，心理健康受损。
2．1．2 对人身体的影响
光污染对人身体的危害和影响就更多了，首先是眼睛，长时间在白亮污染环境下工作和生活的人，白内障的发病率高达45％l2j。白亮污染会使人头疼心烦。甚至发生失眠，食欲下降．情绪低落等神经衰弱症状。人工白昼会引起人睡眠质量降低、失眠，扰乱人体生物钟。【3】研究发现夜间有开灯睡觉习惯的婴幼儿成人后近视眼发病率比在全黑环境下的高出很多 J。彩光污染源黑光灯所产生的紫外线强度远高于太阳光的紫外线，且对人体有害影响持续时问长，人如果长期受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障。甚至导致白血病和其他癌变。彩色光源让人眼花缭乱，不仅对人的眼睛不利，而且干扰大脑中的脑神经。
2．1．3 对人生活的影响
光污染会给人们的日常生活带来不便。在炎炎夏日，玻璃幕墙等会将强烈阳光反射进附近居民家中，不仅产生耀眼的光线．还会使室内温度平均升高3—4℃ ，影响居民正常生活，近年来我国环保部门多次收到关于光污染的投诉信。其中多数为白亮污染导致的纠纷。
2．2 对交通安全的危害
烈日下驾车的司机会网玻璃幕墙的反射光而引起突发性暂时失明和视力错觉，极易发生交通事故，且眼睛长时间受强烈刺激，极易引起视觉疲劳，导致驾驶员出错。由此可见，不合理的玻璃幕墙建筑威胁着城市交通安全。为了保障夜间交通顺畅安全的道路照明系统如果设置不合理(如灯具产生眩光，闪烁)．反而会更易发生交通事故。降低交通安全性。夜间的光污染对轮船和航空也有相同的不良影响，同时由于这两种交通方式在夜间对灯塔等灯光导航系统有更高的依赖性，安装得不合理的照明设备会对驾驶员产生误导，机场附近的光污染就多次使驾驶员将公路当跑
道 。
2．3 对生态环境的危害
很多动植物的生长同光照有直接的关系．而人工灯光的光点可以传到数千米以外。不少动植物虽然远离光源，但也受光的作用 人工光照破坏了它们的生物周期。生活习惯．它们新陈代谢也受到影响。城市街道两侧树木落叶期推迟；【4】习惯在黑暗中交配的螗蜍某些品种已经濒临灭绝：由于地面上的光超过『，月亮和星星．新孵出的小海龟误把陆地当成海洋，因缺水丧命；城市里的鸟因灯光四季不分，人工光常使鸟类在迁徙的时候迷失方向。因此，光污染不仅影响人类．也影响动植物的生存，危害生态环境。生态系统是非常复杂的．一个物种的变化会影响其他物种的生存和发展，因此．光污染对动植物的影响又势必会使整个生态系统产生变化．从而影响人类本身。
2．4 对天文观测的危害
灿烂的星空和奇妙的天文现象令人赞叹．然而。【5】现在全球约1／5的人却看不见银河。由于光污染，天光亮度大增．中科院紫金山天文台观测站的夜间观测已几乎荒废b ；而建于1675年的英国格林威治天文台近年来也为光污染所困扰。日益严重的光污染模糊星空视野。剥夺了人们观赏星空的乐趣。
2．5 对能源利用的影响
【6】现在我国很多地方用电极度紧张，对不少居民和工厂采取“拉闸限电”或”限时供电”的措施。另一方面，我国的照明电2／3为火力发电，其中又有3／4是使用燃煤，产生大量的c()2和S02。城市光污染不仅耗电多，消耗能源．加剧城市用电紧张，而且耗费资源，污染自然环境。
3 光污染的防治措施
毋容置疑，光污染已成为城市建设中一种新的环境污染，其危害日趋严重。现代化的城市建设不仅要为市民提供方便、优美的生活环境，还要保证市民的健康生活、生态生活。从城市建设角度，对光污染防治措施提出以下建议。
3．1 建立健全法律法规和相关标准
多起有关光污染案件的审理过程说明了我同现行法律法规中关于光污染的非常不足。要控制光污染就要在法律法规中有直接具体的规定。【7】首先在《环境保护法》中明确何为光污染；制定有关光污染的防治措施和建设监督管理体制；实行分区域管理，确定各类区域光污染的质量标准和排放标准；将环境影响评价制度、“三同时制度”等环保制度在光污染领域得到贯彻。在制定相应标准和规范时，建议参照国际照明委员会(CIE)和发达国家有关规定和标准。
3．2 加强城市建设管理减少和防治城市光褥染，要加强对城市建设的管理。首先，应控制玻璃幕墙等装饰材料的使用范围；限制在繁华地段、交通路口和住宅小区使用；限制安装面积．大片玻璃幕墙可采用隔断和直条在中间加以分隔；采用先进的反射系数小的玻璃。【8】城市夜景照明应严格按照明标准，进行科学合理的工程规划和设计，合理选择光源、灯具和布景方案；既要让城市亮起来、美起来也要满足能源和环境的要求，建设实施“绿色照
明工程”；加强对夜间广告牌、霓虹灯、路灯等的管理规划和
3．3 加强宣传教育和技术研究宣传光污染对人类和生态环境产生的危害．以引起更多人的重视。只有足够的重视，才能更好地实施光污染的立法、监控、规划、管理和技术研究。借鉴国外防治光污染的经验和措施，树立生态、环保、节能的理念，加强对绿色建筑。
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人类与地理环境的协调发展
人类的一切活动都离不开环境。随着科学技术的发展，人类对环境的作用越来越广，影响程度越来越深，对环境的污染和生态的破坏也日益增强。同时，环境的反作用已使全球的环境问题渗透到我们日常生活的方方面面。对此，大家要行动起来，为解决环境问题尽一
份责任。
人类进入工业文明时期以来，科学水平迅速提高，人口数量急剧膨胀，经济实力空前提高，人类对自然资源开展了前所未有的大规模开发利用，由此带来了一系列环境问题，其中包括全球气候变暖，氧层的破坏、大气污染与酸雨。
＊工业革命以来，人类大量的燃烧矿物燃料，如煤、石油、天然气等。向大气排放了大量二氧化碳等温室气体，由此增强的温室效应会加剧气候变暖，全球气候变暖的一个直接后果是冰川消融和海水受热膨胀，导致海平面上升。随着气温加速上升，预计到2100年，一些沿岸低地和沿海大城市以及一些岛国将面临被淹没的威胁，海平面上升还会家具暴潮和洪涝灾害，造成城市排污系统失效；海水倒灌则导致土地和农田盐渍化。
＊过多地适用氯氟烃化学物质（用CFCs表示）是破坏臭氧层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后，尤其是进入60年以后，开始大量使用，主要作用气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外，哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗，臭氧层被破坏造成地球紫外线增加，紫外线会破坏包括DNA早内的生物分子增加罹患皮肤癌、白内障的几率、而且和许多免疫系统疾病有关。海洋中的浮游生物受致命的影响，海洋生态系统受破坏，作物减产，加强温室效应。
＊大气污染主要与汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物、以及煤炭燃烧产生的硫氧化物、烟尘等有关。由大气污染引起的酸雨是20世纪50年代以后才出现的环境问题。工厂排放的含硫污染物进入大气层后，与水汽结合形成亚硫酸和硫酸，从而使降水呈现出较强的酸性，落到底面即为酸雨。酸雨毁坏森林，使湖水酸化；腐蚀建筑物、塑料和金属设施；使土壤酸化，从而影响农作物的生长造成减产。我国长江以南重庆、四川、贵州、广东、广西、江苏、江西、浙江等省市受酸雨污染严重。
这一时期，环境问题上升成为从根本上影响人类社会生存和发展的重大问题，危及整个人类的生存，人地矛盾迅速激化。
为解决这一问题，谋求人地关系协调，必须坚持之路可持续发展。
既满足当代人的需求 ，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可持续发展，坚持可持续发展必须遵循三项原则：公平性，持续性，共同性。
坚持可持续发展也就是创建一种心的生产方式、新的消费方式、新的社会行为规则和新的发展方式。这需要我们转变观念，调整行为，加强国际间的合作。
需要转变的观念包括发展观、资源观、环境观、伦理道德观和消费观等
※续发展的发展观认为，经济增长只是发展的一部分， 用经济增长代替发展是片面的。可持续发展的发展观追求社会的进步和人民生活水平的提高以及人的全面发展，其中包括环境质量的改善、人与人之间关系的和谐、人的精神修养的提高、社会风尚的改善，科学技术水平的进步等。
※续发展的价值观要求人类重新认识和评价自然界对人的价值，并在经济核算系统中加以考虑。
※照可持续发展的要求，要达到就有可持续意义的经济增长，必须重视能源和原料的适用方法，以求减少损失，杜绝浪费，并尽量不让废物进入环境，以减轻对环境造成的压力。
※可持续的观点看，处理人类与其他生物之间关系的伦理道德也是必需的。人类必须和其他生物保持和谐与平衡的关系，如果这种关系被破坏，人类所处的食物链将遭到破坏，人类的生存就会受到影响。
※传统的消费观念是形成资源短缺、环境污染和生态破坏的重要原因。可持续发展呼吁人们改变传统的生产方式和消费方式，要求人们在生产时尽可能少投入，多产出，在消费时尽可能多利用、少排放。
调整行为主要是指政府行为、市场行为和公众行为三种。
政府行为的调整主要包括：落实环境保护有关法律；防污染为主，控污染发生；大力发展环保产业；计算某区域的资源环境承载力；完善各种环境税费的征收；加强对自然资源开发利用的管理；加强对产品的环境监督管理；树立环境与发展的综合决策机制等。
市场行为的调整主要包括：变末端治理为全过程的清洁生产；实行科学管理；行业经营目标兼顾经济、社会、环境三个目标；策划企业发展战略；具体可行的环境行为标准融入员工的考评、奖惩机制；减少流通领域的浪费等。
公众行为的调整包括；积极参与环保活动；用环保产品；少过度包装，倡导简朴生活；普及环保知识；实行垃圾分装等。
实施可持续发展战略就意味着一个国家或地区的经济和社会发展进程。要从现在运行的传统模式转换到一个变化很大的新模式中去，这是一个重大的战略转变。同时，实施可持续发展战略要求建立真正的全球合作伙伴关系《21世纪议程》明确了世界各国对于保护地球“共同的但有区别的”责任原则。
走可持续发展道路是人类历史上最深刻的一次社会变革，它的成败关系到人类这个物种的生存或者灭绝。我们每个人都以自己的生活方式和消费方式改变着地球环境。因此，我们倡议：
节约资源，减少污染；
对废品进行回收利用；
绿色消费，选购环保产品；
珍爱生灵，万物共存。
要做到人类与地理环境的协调发展。必须坚持可持续发展的道路，我们要了解当前人类面临的主要环境问题，知道这些环境问题的根本原因，进而理解走可持续发展之路是人类的必然选择。
1、某省（市）产业结构与环境污染的关系分析
2、某省（市）能源消费与环境污染的关系研究
3、某省（市）生态环境与经济发展耦合关系的空间差异研究
4、某省（市）城市化进程中的环境污染排放效应的实证分析
5、某省（市）出口贸易与环境污染相互关系的实证研究
6、废弃物资源化利用与环境保护的关系研究
7、某省（市）工业烟尘污染排放强度地理分布及趋势分析
8、某省（市）化学需氧量污染排放强度地理分布及趋势分析
9、某省（市）二氧化硫污染排放强度地理分布及趋势分析
10、某省（市）工业废水排放行业的污染特征及行业治理重点分析
11、某省（市）工业废气排放行业的污染特征及行业治理重点分析
12、某省（市）工业固体废弃物排放行业的污染特征及行业治理重点分析
13、某省（市）工业发展与环境污染关系的区域差异分析
14、某市（县）废气污染物排放分析、预测及防治对策研究
15、某市（县）固体废弃物污染物排放分析、预测及防治对策研究
16、某市（县）废水污染物排放分析、预测及防治对策研究
17、农业面源污染的环境库兹涅茨曲线实证研究
题目：铅污染土壤的修复技术
虽然铅在土壤中的溶解度低, 且不易移动, 但由于人类对自然的不断开发和破坏, 加上工业
的发展, 造成了日益严重的全球性铅污染。铅对人体的毒害作用具有潜伏性和长期性的特点[1 ] 。
由于铅中毒事件的不断发生, 有关铅污染及铅毒害的研究越来越受到国内外学者的重视[1 ,2 ] 。有
研究表明, 人体血铅水平和土壤铅含量之间存在直接的关系[2 ] 。要最终解决铅污染问题, 一方面
应减少污染的来源; 另一方面则要对已被污染的土壤进行治理和修复。本文就铅对土壤的污染及
其修复技术作一综述, 为修复铅污染土壤的研究和实践提供依据。
1 土壤的铅污染
铅在地壳中的平均丰度为1215μg/ g。土壤铅含量一般在2～200μg/ g , 平均变化幅度为13～
42μg/ g。全国土壤背景值基本统计量的结果表明, 我国土壤铅含量最高可达到1143μg/ g , 最低
为0168μg/ g , 平均可达到26μg/ g [3 ] 。根据来源不同, 环境中的铅可分为“原生”和“外源”
两种。土壤成土过程中保留在土壤母质中的铅称为原生铅, 主要来源于岩石矿物。岩石在风化成
土过程中, 大部分铅仍保留在土壤中。无污染土壤铅含量大都仅略高于母质母岩含量。除母质母
岩风化保留在土壤中的天然原生铅以外, 由于人类活动也可造成污染, 引起土壤中铅含量升高。
通过尘埃沉降及各种污染途径进入土壤的铅称为外源铅。土壤外源铅主要来源于大气传输和沉
降。铅的密度较大, 空气中的含铅颗粒容易沉降下来, 不断积累在土壤里。
表1 70 年代～90 年代铅的全球产量
1990
Pb 产量/ 103t/ 年- 1 343212 344812 343112 336712
表1 列出了70 年代到90 年代铅的全球产量。据统计, 80 年代释放到土壤中的铅达到796 ×
103t/ 年[4 ] 。人类对铅的开采和使用, 打破了铅在生物地球化学循环中的平衡, 造成严重的污染。
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1923 年开始在汽油中加入铅用作抗爆剂以后, 更加速了全球性铅的污染。因此可以说如今世界
上已难找到土壤铅含量不受人类活动影响的一片“净土”。Kabata - Pendias 和Rendias[5 ]报道在靠
近公路的某一块土壤铅含量高达7000μg/ g。潘如圭等[6 ]研究了汽车尾气中铅对公路两侧蔬菜的
污染情况。试验结果表明: 在公路两侧200 m 范围内生长的蔬菜均受到汽车尾气中铅的污染。管
建国[7 ]等研究了在金属冶炼厂周围和公路两侧200 m 范围内蔬菜的受污染情况, 发现所调查的普
通叶菜的铅含量均超过国家食品卫生标准。彭珊珊等[8 ]对我国一些常用茶中Pb 进行了测定, 结
果表明茶叶中的铅超过一般标准, 应引起重视。
土壤中的铅大部分形成PbS , 少部分形成PbCO3 、PbSO4 和PbCrO4 等无机化合物, 或与有机
物螯合。铅的无机化合物大多难以溶解, 而且因受到下列因素影响, 铅在土壤中的迁移能力也很
弱: (1) 土壤有机质对铅的络合作用。土壤有机质的—SH , —NH2 基因能与铅离子形成稳定的
络合物。(2) 土壤粘土矿物对铅的吸附作用。粘土矿物的阳离子交换位点可对铅离子进行交换性
吸附。另外, 铅离子进入水合氧化物的配位壳, 直接通过共价键或配位键结合于固体表面。由于
铅在土壤中迁移能力弱, 而且溶解度低, 因而人为因素造成的铅污染大多停留在土壤表层, 随土
壤深度的增加其含量急剧降低, 20 cm 以下趋于自然水平。
进入土壤中的铅有可能被植物吸收, 或溶解到地表水中, 通过食物链和饮用水进入动物和人
体, 进而影响人类健康。近年来的研究发现, 铅对人类健康的影响具有不可逆性和远期效应[9 ] 。
Page[2 ]等研究表明, 人体血铅与土壤铅含量存在一定关系:
0112 (Pb - B , μg/ 100mg) = ln (Pb - S ,μg/ g) - 4185
这一关系式仅说明了某一地区的特殊情况, 并无广泛适用价值, 但它足以表明土壤铅含量与
人体健康有直接关系。
2 铅污染土壤的修复技术
由于铅对人体具有很强的毒性, 近年来对铅污染土壤的修复引起了人们的普遍关注。铅污染
土壤的修复技术可以分为两大类: 物理化学修复技术和生物修复技术。物理化学修复技术又可分
为隔离包埋技术、固化稳定技术、Pyrometallurgical Separation 、化学稳定技术和电动修复技术等。
生物修复技术又可分为微生物修复技术和植物修复技术等。
211 隔离包埋技术(isolation and containment)
该法采用物理方法将铅污染土壤与其周围环境隔离开来, 减少铅对周围环境的污染或增加铅
的土壤环境容量。具体措施为: 以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料, 在污染土壤四周修建隔离
墙, 并防止污染地区的地下水流到周围地区。其中以水泥最为便宜, 应用也最为普遍。为减少地
表水的下渗, 还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜, 或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合
层。
212 固化稳定技术(solidification and stabilization)
固化稳定技术包括两个方面: 采用化学方法降低铅在土壤中的可溶性和可提取性, 同时采用
物理方法将污染土壤包埋在一个坚固基质中。Wheeler 报道[10 ]将水泥、炉渣和石灰混合物加入污
染土壤中, 搅拌均匀凝固之后, 形成一个大石块, 将污染土壤包埋在其中。也有人采用电导产热
原理给土壤加热升温, 当土壤冷却后, 土壤凝固成玻璃样块状结构, 称之为玻璃化。该方法包括
三个具体步骤: (1) 在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路, 土壤温度上升并熔化。(2) 在
自然冷却过程中, 土壤凝固形成玻璃样土块。(3) 在土块上覆盖一层干净土壤。这一技术已经实
际应用于铅污染土壤的修复。
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213 Pyrometallurgical Separation
在一定温度下, 金属就会熔解或升华为气态。Pyrometallurgical separation 技术利用这一原理,
将铅等重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到净化土壤的目的。“蒸发”出来的金属可以再回
收或固定, 同时富含金属的剩余炉渣也可用于进一步提炼[11 ] 。铅污染土壤在高温熔化之前要进
行预处理, 以促进铅的熔解。这一技术主要应用于具有较高回收效率的严重污染土壤(5 %～
20 %) 。
214 化学稳定技术(chemical stabilization)
化学稳定技术就是应用化学反应将污染土壤中的重金属氧化或还原, 从而达到降低土壤中重
金属的活性[11 ] 。对于铅污染土壤, 可用还原剂(二氧化硫、亚硫酸盐或硫酸亚铁) 将铅离子还
原, 以减少土壤中铅的可提取量。这一技术也可作为其他修复技术(如固化稳定技术) 的前处理
步骤。但必须注意的是, 还原剂的施用可能会造成二次污染。初步研究表明, 施用石灰调节土壤
PH7 可降低铅在土壤中的溶解度, 减少植物对铅的吸收[13 ] 。研究表明, 施用羟基磷灰石[14 ] 、水
合氧化锰[15 ] 、磷灰岩[16 ,17 ]也可促进铅的沉淀, 减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac 和
Pohland[18 ]已将这一技术运用于地下水的修复。
215 电动修复技术(electrokinetice technology)
在污染土壤两端插上电极, 接通电源后, 土壤中的带电粒子向电性相反的电极移动, 最终积
聚或沉淀在电极上, 以达到清除污染土壤中重金属的目的。在欧洲, 这一技术不仅应用于铅污染
土壤[19 ] , 同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。
216 微生物修复技术(microremediation)
微生物修复主要是借助微生物的生化反应来清除或稳定环境中的有害物质。根据原理不同可
分为生物还原沉淀、生物甲基化和生物吸附三种。生物还原沉淀是应用硫酸还原菌(SRB) 将硫
酸根还原为HS - 再与铅生成不溶性的Pb2S。生物甲基化是利用微生物将土壤中的重金属甲基化,
甲基化的金属更容易蒸发, 可做为Pyrometallurgical Separation 的预处理。生物吸附是利用细菌细
胞和藻类来吸附地下水或其他污染水体中的有害物质。Leusch 等[20 ]报道一种海藻( S . f luitans )
对铅的最大吸附量可达到369 mg/ g。Rahmani 等[21 ]研究了浮萍(Lemna minor) 对污染水体中铅
的清除能力。结果表明浮萍在亚致死水平下也能有效清除水体中的铅。
217 植物提取修复技术(phytoextration)
植物提取修复技术主要是利用超积累植物, 将土壤中各种过量元素或化合物大量转移到植株
体内特别是地上部分, 从而修复污染土壤[22 ] 。超积累植物相当于一个太阳能驱动泵将土壤中的
过量元素不断泵到植株体内[23 ] 。植物修复技术可分为两种, Salt 等[24 ]把利用超积累植物来吸收
土壤重金属的方法称之为持续植物提取(continuous phytoextraction) ; 而把利用螯合剂来促进植物
吸收土壤重金属的方法称之为诱导植物提取(inducced phytoextraction) 。
21711 持续植物提取(continuous phytoextraction)
运用持续植物提取技术来修复铅污染土壤的关键是植物超积累铅的能力。一般认为, 只有铅
积累量达到1000μg/ g (干重) 才能称为铅超积累植物[25 ] 。已见报道的铅超积累植物有Brassica .
nigua [26 ] , Brassica . pekinensis [27 ] , Brassica . juncea [27 ]和T. rotungifolium [28 ] 。其中T. rotungi2
folium 的铅积累量最大, 可达到8200μg/ g (干重) [28 ] 。目前对于植物吸收、运输和积累铅以及耐
铅胁迫的机制研究甚少。Liu 等[29 ]研究发现印度芥菜( Brassica juncea) 可在根部积累大量的铅
但只有极少部分运输到地上部。原因一方面可能是由于根部细胞内存在高浓度磷酸盐或碳酸盐,
在细胞内近中性pH 条件下, 铅主要以磷酸盐或碳酸盐形式沉淀在根细胞壁或细胞内; 另一方面
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铅从根部向中柱迁移的过程还会受到内皮层凯氏带的阻拦。Wozny 等[30 ]认为铅进入中柱后随蒸
腾流被动运输到地上部分。运输过程中铅可能会与中柱内的阳离子交换位点结合, 从而被固定在
茎部中柱内。研究表明, 铅可与多种小分子有机物螯合[31～33 ] 。推测铅也有可能与各种小分子有
机酸、植物螯合肽结合, 减少与阳离子交换位点结合的机会, 从而增加进入了叶部的数量。作者
在对浙江西部的某一铅锌矿土壤进行调查时, 发现一种可高浓度积累铅和锌的植物, 据初步调查
结果, 其地上部分锌和铅的最高积累量分别达到了5000μg/ g 和1182μg/ g。对于这种植物超积
累锌和铅的生理生化机制, 正在进一步的研究中。
21712 诱导植物提取(inducced phytoextraction)
对于在土壤中极难移动的铅元素, 施用螯合剂可促进植物对其的吸收。施用螯合剂诱导植物
超富集作用被称为螯合诱导修复技术。Romheld 和Marschner[34 ]认为螯合物与金属结合后, 金属
螯合物可以从内皮层裂口处进入根内, 然后被迅速地转移到茎叶。在用14C - EDTA - Pb 作标记
的试验中, Blaylock 等[35 ]发现, 在含这种标记物的介质中生长的植物地上部能快速积累铅, 表明
铅与螯合物结合有利于植物对铅的吸收。Salt 等[36 ]认为金属与螯合物结合后阻止了金属的沉淀
和吸附, 从而提高了金属的可提取性。螯合诱导修复技术既可选用一般植物也可选用超积累植
物。在土壤铅浓度为2500μg/ g 的污染土壤上种植玉米和豌豆, 加入EDTA 后, 植物地上部铅的
浓度从500μg/ g 提高到10000μg/ g ; 而且EDTA 还能极大的提高铅从根系向地上部的运输能力,
每千克土中加入110 g EDTA , 24 h 后, 玉米木质部中铅的浓度是对照的100 倍, 从根系到地上
部的运输转化量是对照的120 倍[37 ] 。不同螯合剂促进植物对铅吸收的效应与螯合剂促进铅从土
壤解吸的效应相一致: EDTA > HEDTA >DTPA > EGTA > EDDHA。螯合诱导技术对超积累植物吸
收金属的强化效应也很明显。印度芥菜是一种可富集多种金属的植物。Blaylock 等[35 ]研究了柠檬
酸、苹果酸、乙酸、EDTA、EGTA、CDTA 对印度芥菜( Brassica juncea) 吸收Cd 和Pb 的效应,
发现土壤酸化与施加螯合物相结合可显著增加铅的吸收效率。Vassil 等[38 ]报道用铅和EDTA 共同
处理印度芥菜, 其地上部分含量高达55 mmol/ kg (干重) , 相当于培养液铅浓度的75 倍。对印度
芥菜茎部提取液的直接测定证明, 茎部的大部分铅是与EDTA 结合的形式运输的。由于螯合剂的
价格一般较贵, Blaylock 等[35 ]指出螯合剂( EDTA 和乙酸) 将使每吨铅污染土壤修复成本增加
715 美元。此外螯合剂在增加土壤中重金属生物有效性的同时, 也增加了重金属离子的移动性。
因而对于螯合诱导修复技术的环境风险应加以系统评价。
由于已发现的铅超积累植物种类极少, 而且植物生长慢、生物量小, 因而螯合诱导修复技术
比持续提取技术更引人注目。但不论哪种植物修复技术都具有其它物理化学方法所没有的优点:
(1) 成本低。据估计, 如果某种植物的茎部铅积累量达到1 % , 且每年产量40 t/ hm2 , 那么通过
10 年种植将土壤铅含量从114 %下降为014 %所需费用是245000 美元, 而用物理化学修复技术则
需要1600000 美元。(2) 植物利用太阳能, 不破坏生态平衡, 同时还能美化环境, 易为公众所接
受。(3) 将富铅植物残体用于植物炼矿, 可产生经济效益。相比之下, 虽然植物修复技术所需时
间较长, 而且植物的生长要受到环境的影响, 但这些缺点都不成为重要问题。可以预言, 植物修
复将成为一种应用广泛、环境良好和经济有效的修复铅污染土壤的方法。
