利用植物解决环境问题.ppt
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1、关于利用植物解决环境问题现在学习的是第1页,共26页主要环境问题主要环境问题重金属污重金属污染染土地荒土地荒漠化漠化水体富水体富营养化营养化2 / 12现在学习的是第2页,共26页重金属污染重金属污染011-1 重金属污染及其危害重金属污染及其危害 场外修复场外修复1-2 去除重金属污染的方法去除重金属污染的方法 微生物修复微生物修复 植物修复植物修复现在学习的是第3页,共26页1-1重金属污染及其危害重金属污染及其危害01 重金属污属污染指由重金属(汞、镉、铅、铬以及类金属砷)或其化合物造成的环境污染。主要来源于工业污业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。02 重金属污染会对人体健康和自然环
2、境产生大量危害。其最大特点是重金属不能在环环境中降解,只能迁迁移。也就是说,一旦水体或土壤被重金属污染,水体和土壤不能靠自身的净化作用将其消除,除被悬浮物带走的外,重金属会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长长期的次生污污染源;同时由于重金属容易在生物体内内聚积积,随着时间的推移,当重金属在生物体内积聚到一定的量后,会使生物体致畸或导致突变,最终会导致生物体死亡。重金属对人体的另一危害途径是通过食物链传递链传递,鱼、虾长期接触重金属含量高的环境,会导致重金属在体内聚集,一旦这些食物被人体摄入后,经过一段时间的积累,就会对人体健康产生极大的危害 4 / 12现在学习的是第4页,共26
3、页现在学习的是第5页,共26页1-2 01 场场外修复复 先将被污染区域内的土壤挖掘、转移,再去除金属离子 02 微生物修复复 通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物 03 植物修复复 利用植物将土壤、地表中的危险性污染物现场去除或降解去除重金属污染的方法去除重金属污染的方法6 / 12现在学习的是第6页,共26页1-2-301 植物修复复去除重金属属污污染物的机理 1)植物挥发挥发:是指利用一些植物来来促进进重金属转变为属转变为可挥发挥发的形态态,挥发挥发出土壤和植物表面的过过程。 一些金属,如硒、砷和汞等生物甲基化后可以形成可挥发性的分子。 例如Rugh等已成功地把细菌的Hg2+还原酶基
4、因导入拟南芥植株,最终的转基因植株能忍耐并挥发汞;另一些植物则可将环境中的硒转化为可挥发的气态形式,从而降低硒对土壤生态系统的毒性。 另有研究表明,根际细菌不仅能够增强植物对硒的吸收,而且还能提高硒的挥发率。这主要是由于根际细菌能刺激产生一种热稳定化合物,并使其通过质膜进入植物根系内;而这种热稳定化合物进入植物根际后,硒盐就会在植物体内大量积累,并转化为可挥发的气态形式。植物修复技术植物修复技术7 / 12现在学习的是第7页,共26页1-2-32)植物稳稳定或钝钝化:即利用植物吸收和沉淀 来来固定土壤中的大量有毒金属属,以降低其生物有效性和防止其进进入地下水和食物链链。 具体地说,主要是保护污
5、染土壤不受侵蚀,减少土壤渗漏,防止金属污染物的淋移;或者是通过在根部累积和沉淀,或通过根表吸收金属来改变污染物的化学形态。 此外,植物还可以通过改变根际环境(pH、Eh值等)来改变污染物的化学形态。这种植物稳定与钝化技术相结合将会显示出更大的应用潜力。植物修复技术植物修复技术8 / 12现在学习的是第8页,共26页1-2-33)植物提取:又称称植物吸取或吸收,是利用一些拥拥有超量积积累能力的植物对对重金属属的吸收和在地上部的积积累,并并通过过收获获地上部来达来达到减减少土壤重金属属含量的目的。植物修复技术植物修复技术9 / 12一些真菌、动物或植物在受Cd、Zn、Cu等重金属胁迫后能诱导金属硫
6、蛋白(Metallothionein, MT)等的合成 ,从而降低了重金属的毒性。已有人成功地将克隆了的人体金属硫蛋白基因转移到非金属抗性的烟草细胞中,首次证明了在植物系统中金属硫蛋白基因的遗传性表达。另有研究表明,植物体内一种被称作植物络合素的物质,可在高等植物中聚集重金属,从而降低重金属的毒性。具有超量积累能力的植物,包括超量积累植物和一些本不具有超量积累特性但通过一些过程和诱导物可以诱导出超量积累能力的植物。其之所以能被用于提取土壤中的重金属,是由于其对重金属具有很强的耐性。当重金属进入植物体细胞后,即可通过区域化(如Al和Cd累积在细胞的液泡或细胞壁中),或者形成沉淀(如磷酸镉),或者
7、通过螯合或络合作用而降低重金属的毒性。现在学习的是第9页,共26页水体富营养化水体富营养化 022 2-1-1水体富营养化的原因水体富营养化的原因 2-22-2水体富营养化的治理方法水体富营养化的治理方法 现在学习的是第10页,共26页水体富营养营养化(eutrophication) 是指在人类活动的影响下,生物所需的氮氮、磷等营养营养物质质大量进进入湖泊、河口、海湾湾等缓缓流水体,引起藻类类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧氧量下降,水质恶质恶化,鱼类鱼类及其他生物大量死亡的现现象。 在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水
8、和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时,浮游藻类大量繁殖,形成水华(淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象)。因占优势的浮游藻类的颜色不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。现在学习的是第11页,共26页2-201 物理方法: 投资高,工程量大,存在二次污染风险(如清淤)02 化学学方法: 存在二次污染,有毒害最用(如钝化剂、沉淀剂)03 生物方法: 周期长,需要考虑自然环境水体富营养化的治理方法水体富营养化的治理方法12 / 12现在学习的是第12页,共26页2-2-301 食物链链原理: 通过食物链使浮游动物增加
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