一、重金屬污染土壤修復(fù)的研究背景
土壤是與人類生存息息相關(guān)的環(huán)境介質(zhì)，土壤安全既是國(guó)家需求也是戰(zhàn)略要求。2009年至今，我國(guó)每年平均發(fā)生十幾起特大重金屬污染事件，全國(guó)受重金屬污染的土壤面積已達(dá)2000萬(wàn)公頃。重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境造成污染，并通過(guò)食物鏈的傳遞和生物放大作用，將對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。隨著2009年11月國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)重金屬污染防治工作指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》，2011年 2 月國(guó)務(wù)院批復(fù)《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》和2011年 9 月《全國(guó)土壤環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》通過(guò)專家論證，我國(guó)正在不斷加強(qiáng)土壤立法工作，最近國(guó)家推出“重金屬專項(xiàng)計(jì)劃”和“土十條”，都反映了治理土壤污染的急迫性與重要性，土壤污染治理刻不容緩。
二、植物提取機(jī)理及中污土壤修復(fù)模式
隨著植物修復(fù)理論的提出，科學(xué)家們迎來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)：如何尋找到超富集植物資源?如何研究植物對(duì)重金屬的吸收與耐性機(jī)制?
仇教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)就“多金屬超富集植物篩選”“多金屬超富集植物對(duì)重金屬的富集、解毒機(jī)制研究”和“超富集植物中毒性元素Cd的生理功能研究”等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。
團(tuán)隊(duì)用5年時(shí)間發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了多種多金屬超富集植物，并發(fā)現(xiàn)圓錐南芥對(duì)Pb、Zn、Cd有富集作用，這是國(guó)內(nèi)最早發(fā)現(xiàn)的對(duì)Pb、Zn、Cd的超富集植物。在發(fā)現(xiàn)超富集植物后，課題組從組織水平、細(xì)胞水平和蛋白水平進(jìn)行研究，了解超積累植物對(duì)重金屬的吸收與解毒機(jī)制，發(fā)現(xiàn)多金屬超富集植物對(duì)不同重金屬的吸收與解毒具有不同的響應(yīng)體系。
在“超富集植物中毒性元素Cd的生理功能研究”中，課題組發(fā)現(xiàn)：Cd在海洋硅藻中發(fā)揮生物學(xué)功能，替代補(bǔ)償了光合Zn酶碳酸酐酶(CA)中的Zn。Cd可以替代補(bǔ)償其它多種Zn酶(藻類、微生物、動(dòng)植物)中Zn的功能。“毒性元素”Cd在超富集植物中具有生理功能，主要通過(guò)促進(jìn)光合作用的關(guān)鍵酶碳酸酐酶的金屬活性位點(diǎn)促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
三、植物阻隔機(jī)理及低污土壤修復(fù)模式
仇教授就“重金屬低累積作物品種篩選”“低污染土壤植物阻隔的體內(nèi)與體外機(jī)制”與“低污染土壤植物阻隔修復(fù)模式”三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)深入講解。
關(guān)于“農(nóng)產(chǎn)品(水稻等)重金屬含量超標(biāo)嚴(yán)重”問(wèn)題，仇教授認(rèn)為可以通過(guò)“控制可食部分重金屬濃度”解決，即通過(guò)人為控制使得植物吸收的重金屬聚集在植物“非可食部分”，而不妨礙經(jīng)濟(jì)作物“可食部分”的生產(chǎn)與銷售，從而使土壤污染治理更具有可行性。通過(guò)“植物過(guò)程的金屬阻隔”與“土壤過(guò)程的金屬阻隔”阻礙重金屬進(jìn)入植物的通道，從而達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。經(jīng)過(guò)研究，仇教授課題組發(fā)現(xiàn)：對(duì)重金屬吸收少的植物往往產(chǎn)量較低，而種植者則希望能夠種植更高產(chǎn)的植物品種，這使得通過(guò)“金屬阻隔”達(dá)到重金屬污染控制的手段難以真正的應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐當(dāng)中。面臨這一系列的問(wèn)題，仇教授針對(duì)此提出了植物穩(wěn)定的污染治理手段。
四、植物穩(wěn)定機(jī)理及高污土壤修復(fù)模式
在植物穩(wěn)定方面，仇教授由“重金屬耐性植物篩選及其耐受機(jī)理研究”，“重金屬固定劑的修復(fù)功能研究”和“高污土壤植物穩(wěn)定修復(fù)模式”介紹了課題組的工作，并提出多金屬污染土壤修復(fù)模型。
最后，仇教授就目前有關(guān)“土壤過(guò)程對(duì)金屬轉(zhuǎn)化遷移的影響”“微生物過(guò)程對(duì)金屬釋放轉(zhuǎn)化的影響” 與“ 植物過(guò)程對(duì)金屬吸收的影響”的工作進(jìn)行了介紹。
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