一、重金屬污染土壤修復的研究背景

土壤是與人類生存息息相關(guān)的環(huán)境介質(zhì)，土壤安全既是國家需求也是戰(zhàn)略要求。2009年至今，我國每年平均發(fā)生十幾起特大重金屬污染事件，全國受重金屬污染的土壤面積已達2000萬公頃。重金屬進入土壤環(huán)境造成污染，并通過食物鏈的傳遞和生物放大作用，將對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴重的危害。隨著2009年11月國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強重金屬污染防治工作指導意見的通知》，2011年 2 月國務(wù)院批復《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》和2011年 9 月《全國土壤環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》通過專家論證，我國正在不斷加強土壤立法工作，最近國家推出“重金屬專項計劃”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、植物提取機理及中污土壤修復模式

隨著植物修復理論的提出，科學家們迎來了巨大的挑戰(zhàn)：如何尋找到超富集植物資源?如何研究植物對重金屬的吸收與耐性機制?

仇教授帶領(lǐng)團隊就“多金屬超富集植物篩選”“多金屬超富集植物對重金屬的富集、解毒機制研究”和“超富集植物中毒性元素Cd的生理功能研究”等問題進行了深入的研究。

團隊用5年時間發(fā)現(xiàn)并報道了多種多金屬超富集植物，并發(fā)現(xiàn)圓錐南芥對Pb、Zn、Cd有富集作用，這是國內(nèi)最早發(fā)現(xiàn)的對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、細胞水平和蛋白水平進行研究，了解超積累植物對重金屬的吸收與解毒機制，發(fā)現(xiàn)多金屬超富集植物對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)揮生物學功能，替代補償了光合Zn酶碳酸酐酶(CA)中的Zn。Cd可以替代補償其它多種Zn酶(藻類、微生物、動植物)中Zn的功能。“毒性元素”Cd在超富集植物中具有生理功能，主要通過促進光合作用的關(guān)鍵酶碳酸酐酶的金屬活性位點促進植物生長。

三、植物阻隔機理及低污土壤修復模式

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)與體外機制”與“低污染土壤植物阻隔修復模式”三個問題展開深入講解。

關(guān)于“農(nóng)產(chǎn)品(水稻等)重金屬含量超標嚴重”問題，仇教授認為可以通過“控制可食部分重金屬濃度”解決，即通過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“植物過程的金屬阻隔”與“土壤過程的金屬阻隔”阻礙重金屬進入植物的通道，從而達到安全生產(chǎn)的目的。經(jīng)過研究，仇教授課題組發(fā)現(xiàn)：對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“金屬阻隔”達到重金屬污染控制的手段難以真正的應(yīng)用到社會實踐當中。面臨這一系列的問題，仇教授針對此提出了植物穩(wěn)定的污染治理手段。

四、植物穩(wěn)定機理及高污土壤修復模式

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理研究”，“重金屬固定劑的修復功能研究”和“高污土壤植物穩(wěn)定修復模式”介紹了課題組的工作，并提出多金屬污染土壤修復模型。

最后，仇教授就目前有關(guān)“土壤過程對金屬轉(zhuǎn)化遷移的影響”“微生物過程對金屬釋放轉(zhuǎn)化的影響” 與“ 植物過程對金屬吸收的影響”的工作進行了介紹。

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