超積累植物
能超量吸收重金屬並運移的植物
超積累植物,是指能超量吸收重金屬並將其運移到地上部積累的植物。目前被廣泛接受的認定標準為:①超積累植物地上部分重金屬含量是正常植物體內的100倍左右,且對不同的重金屬元素有不同的臨界值。②植物地上部分重金屬含量高於根系周圍的土壤,即富集係數(BCF1)大於1(富集係數=地上部植物中元素質量分數/土壤中元素質量分數)。③在污染地生長旺盛,生物量大,能正常完成生活史。目前,世界上共發現有400多種超積累植物。
超積累植物是指那些能夠超量積累重金屬的植物,也有稱之為超累積植物或超富集體。Brooks等在1977年首先提出“hyperaccumulator”這一概念,後來也有人用“accumulator”、“ metalaccumulating plant”,但目前大多數文獻使用“hyperaccumulator”或“hyperaccumulatorplant”。超積累植物往往長期生長在重金屬含量較高的土壤上,並經過不斷的生物進化而形成的,或是通過遺傳工程或基因工程培育、誘導而成的。因此它們一般具有以下幾個重要特徵:(1)體內某一金屬元素濃度大於一定的臨界值。由於不同元素在土壤和植物中的自然濃度不同,因此,臨界值的確定取決於植物富集的元素類型。表1為常見重金屬在土壤和普通植物中的平均濃度以及超積累植物的臨界標準。(2)植物吸收的重金屬大部分分佈在地上部分,即有較高的地上部或根濃度比率。通常情況下,根內的Zn、Cd濃度往往比莖葉中的相應元素濃度高10倍以上,但在超積累植物中,莖葉內的重金屬濃度超過了根內的元素水平。(3)在重金屬污染的土壤上這類植物能良好地生長,一般不會發生毒害現象。如邂藍菜屬的 ZnCd超富集植物天藍遏藍菜(T.caerulescens)自然生長的土壤全鋅含量在218~16655ug/g,全鉛在409~6025ug/g,全鎘在4~118ug/g,交換性鉛在5~3000ug/g,交換性鎘在0.4~33ug/g。我國目前發現的超積累植物有:
蜈蚣草中的砷含量竟可以達到1-2%,而且多集中於地上部分,可做改良土質土壤,一年可以收割三次之多。中科院地理科學與資源研究所環境修復研究中心主任陳同斌,和他的研究團隊在國內砷最為集中分佈地帶之一的廣西環江地區,經長達3年時間研究找尋,一座有著1500多年歷史的石門礦被科研人員發現,並將該礦附近100多種植物納入搜索圈。經層層篩選以及遺傳性能鑒定,當地大量存在的一種優勢植物——蜈蚣草勝出。
商陸
東南景天的地上部鋅含量高達5000mg/Kg,富集係數為1.25~1.94,大於1;而營養液培養試驗發現,東南景天地上部鋅含量高達19674mg/Kg。
東南景天對鎘污染修復效率較大,能對鎘超積累。當土壤中鎘含量為12.5~50mg/Kg時,礦山生態型東南景天的地上部在一年內(兩茬)的積累量可達2~4mg/盆,其對土壤鎘清除率達16%~33%。礦山生態型東南景天特別適合修復低、中度鎘污染土壤。
商陸
鎘--龍葵等。