1、外表活性剂辅助植物修复重金属污染土壤研究进展介绍了常用外表活性剂的种类和特点,分析了其辅助植物修复重金属污染土壤的作用机理,综述了外表活性剂在植物修复重金属污染土壤中的应用,总结了影响重金属在植物体内累积的因素,并展望了外表活性剂辅助植物修复重金属污染土壤的研究方向。关键词 外表活性剂;植物修复;重金属;土壤中图分类号 S181;X171 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2023)22-193-03AbstractThis paper mainly reviewed the advances of surfactants in improving the phytoextract
2、ion efficiency, including the types, structure and characteristics of surfactants, together with the applications and mechanisms of surfactants in assisting phytoremediation of heavy metal contaminated soil. Impact factors on heavy metal accumulation in plant were summarized, and the future studying
3、 fields of phytoremediation of heavy metals contaminated soils assisting by surfactant were proposed.Key words Surfactant; Phytoremediation; Heavy metal; Soil随着我国工农业高速开展,大量重金属随工业生产、农业施肥、不合理污灌和矿石开采等过程进入土壤,严重影响了土壤质量,同时土壤质量的好坏又直接影响着农产品和地下水的平安。土壤中重金属通过食物链产生生物放大效应,进而对人类健康造成极大的威胁,因此土壤重金属修复成为环境科学领域研究的热点问题。
4、传统物理化学法使用规模小、投资费用高,而且易产生二次污染,使土壤板结、退化、盐渍化,且不适于低浓度大范围重金属污染土壤的治理1。开发有效的原位生物修复技术是治理重金属污染土壤的重要思路。植物修复具有投资和维护本钱低、操作简便、易管理、无二次污染、不破坏土壤结构等优点,被公认为生态友好型原位绿色修复技术,已受到人们广泛青睐。研究发现一些特殊的植物种,即超富集植物,如遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)、芥菜(Brassica juncea)、龙葵(Solanum nigrum)、东南景天(Sedum alfredii)、蜈蚣草(Pteris vittata)、星香草(Haumani
5、astrum robertii)等,对某些重金属具有特别强的吸收能力,而本身不受毒害2。然而,这些超富集植物生物量普遍偏低,个体矮小,生长缓慢,受地域气候影响,且移植本地时其生态位低于外乡植物,处于竞争劣势等因素限制3,导致修复治理效率低、周期長,制约了其大规模的应用,难于满足要求。1974年,Wallace偶然发现土壤中添加螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)和次氮基三乙酸(NTA)能强化植物对重金属的吸收,自此借助施加螯合剂或外表活性剂强化生长速度快、生物量大的普通植物来吸收富集重金属方法便成为研究的热点4-5。外表活性剂能络合土壤中重金属来增加重金属的生物有效性,从而提高植物对重金属的吸收与累
6、积作用。笔者主要对人工合成外表活性剂和生物外表活性剂的作用机制与应用进行了综述与总结,以期为后续外表活性剂辅助植物修复重金属污染土壤提供相应的理论依据。1 常用外表活性剂的种类和特点1.1 种类外表活性剂是指具有固定的亲水疏水基团、有很强外表活性、能使液体的外表张力显著下降的物质6。亲水基团表现出溶于水的性质,疏水基团表现出在相界面聚集的性质。由于外表活性剂在溶液界面定向吸附的特性,使得外表活性剂具有独特的外表活性,可以改变固体外表的湿润性,同时具有乳化、破乳、起泡、消泡、分散、絮凝、洗涤、抗静电、润滑和增溶、匀染、拒水等性能7。外表活性剂已广泛应用于重金属污染土壤修复,常用的外表活性剂主要分
7、为人工合成的化学外表活性剂和易生物降解的生物外表活性剂。人工合成外表活性剂有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型4类。阴离子型外表活性剂主要包括醋酸、磺酸、硫酸及其盐类等;阳离子型主要有季铵盐(CTAN)、吡啶盐等;非离子型主要包括聚乙二醇辛基苯基醚(TX100)、脂肪酸山梨坦(Span80)、聚山梨酯(TW80)等;两性离子型包括烷基二甲基铵丙酸内盐、甜菜碱等8。在修复重金属污染土壤中较为常见的有阴离子型、阳离子型和非离子型(表1)。生物外表活性剂根据结构及形态可分为5类:糖脂类(鼠李糖等)、磷脂(磷脂酰乙醇胺等)和脂肪酸类(甘油酯等)、脂多肽(莎梵亭等)和脂蛋白类(脂氨基酸等)、聚合物
8、(脂杂多糖)和微粒(生物破乳剂)9-10。低分子生物外表活性剂脂多肽类和糖脂类应用于修复重金属污染土壤较为常见(表1)。1.2 特点1.2.1人工合成外表活性剂。 人工合成外表活性剂是指人工化学合成能显著降低界面张力的物质。亲水基团主要有COOH、SO3H、O、OSO3和NH2等,疏水基团主要有烷基、芳香基、有机氟和有机硅等。由于外表活性剂含有烷基、苯环、有机氟等,导致其具有一定毒害作用和难生物降性21,其毒性大小顺序为非离子和两性型阴离子型阳离子型。有研究发现,对于疏水基碳氢链,直链比带有支链的易于生物降解;对于非离子外表活性剂的亲水基,聚氧乙烯链越长,越不易生物降解;含有芳香基的外表活性剂较仅有脂肪基的外表活性剂更难于生物降解22。此资料由网络收集而来,如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享,我们负责传递知识。