植物對重金屬的富集原理主要分為兩個主要方面:第一是通過植物的根系對廢水中的重金屬的吸收作用,使廢水中的重金屬富集到植物的葉、莖或者果實等部位,從而凈化水質;第二是利用植物里面某類細胞的活性原理以及重金屬與其的親和作用,把有毒重金屬離子轉化為無毒或者較低毒性的重金屬化合物。已積累或富集了重金屬的植物的葉、莖等,通過收割或著移去,能夠降低受污染的土壤或水體中的重金屬離子濃度,起到消除污染以及修復環境的目的。
對污染環境起到修復作用的植物種類有很多,其中包括藻類、草本植物、木本植物等。不同類別的植物對不同重金屬離子具有不同的處理富集能力,而且各種植物對重金屬的耐毒性也有區別。所有具有修復能力的植物,其主要特征是對重金屬離子都具有極強的耐毒性和積累力。
對重金屬具有富集能力的草本植物包括鳳眼蓮(EichhoriaCrassipesSomis)、香蒲(TyphaoRientalisPresl)等。其中香蒲是世界上最常用的一種治理重金屬污染的植物,它具有特殊的葉片成肉質和發達的柵欄組織等結構。香蒲植物若長期生長在重金屬污染嚴重的廢水中時,其能自我調節某些生理活動而且會形成特殊物質結構以適應惡劣的環境。招文銳等研究并建立了寬葉香蒲人工濕地對廣東省某鉛鋅礦選礦廢水中金屬離子的處理效果。經過多年的實驗監測結果表明,該人工濕地生態系統能夠有效地去除廢水中的鉛、鋅重金屬離子。未經過處理的含高濃度鉛、鋅、鎘等金屬離子的選礦廢水經過該人工濕地處理后,出水的鉛鋅鎘濃度明顯降低,其中該濕地對鉛、鋅、鎘的去除率分別達到99.0%、97.0%和94.9%。具體聯系污水寶或參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。
考察研究出水的pH和鉛、鋅、鎘質量分數隨時間的變化趨勢,發現經過香蒲人工濕地處理的出水水質中的各項指標變化幅度都比較小,而且達到了國家所規定的重金屬污水的排放標準,由此可見該人工濕地生態系統對重金屬污水的凈化具有很高的穩定性且效果良好。胡煥斌等比較了蘆葦和池杉對重金屬鉛鎘處理效果實驗,結果表明,蘆葦和池杉這兩種植物對鉛和鎘都有很強吸附能力,同時還發現木本植物池杉處理重金屬離子的能力比草本植物蘆葦的效果更好。周青等研究了5種木本植物對鎘污染的機理反應,實驗結果發現,在高濃度鎘污染的環境中,這5種樹木葉片中葉綠素的含量、過氧化氫酶的活性以及對鎘富集量等生理均產生了明顯的變化,其中,黃楊、海桐、杉木對鎘污染抵抗能力要好于香樟和冬青。
利用植物修復技術處理受污染的水體,具有處理效果好、處理量大、處理成本低、持續時間長、美化環境、同時受氣候影響較小,而且還避免了二次污染等優點,所以越來越被應用到廢物處理的工業中。其缺點是對重金屬治理的效率低、難以治理污染的土壤。


