image: Irina Shtangeeva is a researcher at the Department of Soil Science and Soil Ecology, St Petersburg University. She has studied the ability of wheat and couch grass to accumulate toxic substances. Both plants were capable of absorbing various chemical elements from contaminated soils. Although the plants were able to accumulate high concentrations of toxicants, they could survive under negative environmental conditions view more
Credit: SPbU
小麦。七天大的幼苗将转移到被锑污染的土壤中。伊琳娜·施坦格耶娃摄
有趣的是，这些植物不会死亡，而会在芽中蓄积有毒物质。这种特性使冰草和小麦在使用植物提取法去除土壤中金属时特别有效。
研究结果发表在《环境地球化学与健康》杂志上。
今日，生态学家经常使用植物修复法来净化受污染的土壤和废水。这是多种修复措施的合集，其中绿色植物起主要作用。植物提取是该方法的方向之一，它使用超富集植物从污染的土壤中几乎完全去除单个有毒微量元素。该方法非常便宜，且也不会破坏土壤，但大多数情况下，一种高蓄积植物只能在芽中有效地蓄积一种元素。
圣彼得堡国立大学土壤科学与土壤生态学教研室研究员伊琳娜·施坦格耶娃说：“我认为，寻找对应一种金属的新型超富集植物是条死路。事实是，通常土壤不会被任何单一有毒微量元素污染，而是被一组金属、非金属和有机污染物污染。”
因此，为了成功地使用植物修复法，找到易于在叶片和枝条中蓄积大量各种有毒元素而不会严重损害植物发育的植物非常重要。
——圣彼得堡国立大学土壤科学与土壤生态学教研室研究员伊琳娜·施坦格耶娃
科学家的实验表明，小麦和冰草可以成为这类植物的有力候选者。正如伊琳娜·施坦格耶娃所指出的，小麦能够在最不利的条件下生存，并且还可以有效地从土壤中蓄积各种物质。冰草是菜园中最常见的杂草之一，在交通繁忙的道路附近也生长良好，以其顽强生命力和能够蓄积大量各种微量元素而著称。
“今天，我们可以找到植物如何积累镉、镍、硒和许多其他微量元素（所谓的重金属）的大量研究，” 伊琳娜·施坦格耶娃说，“但几乎没有人研究其他诸多可能有毒的金属。因此，我为自己选择了‘不受欢迎的’微量元素，这些元素在植物修复法中仍然鲜为人知，如：溴、铕、钪、钍和铀。事实证明，小麦和冰草能够同时有效吸收所有这些微量元素，同减少它们在土壤中的含量。”
这项研究得到了俄罗斯基础研究基金会第18-53-80010号项目的资助。
植物从土壤中吸收金属后会怎样？伊琳娜·施坦格耶娃解释说，将来可以对其加以利用。在德国、瑞士、美国和其他一些国家，有商业公司接受这些植物进行加工，并从中提取有毒微量元素用于工业。 此外，伊琳娜·施坦格耶娃强调，重要的是考虑剪切植物的具体时间。她的其他研究表明，这两种植物受昼夜节律的影响——植物中金属的浓度会根据一天中的时间而变化，例如，中午收获的植物可能比早上或晚上收获的植物含有更多的有害物质。
有助于提高植物提取过程的效率的另一重要因素是对细菌的利用。伊琳娜·施坦格耶娃的实验表明，用纤维单胞菌处理过的小麦和冰草种子可使植物从受污染的土壤中蓄积更多的金属。显然，它们能够将金属“转化”为植物的“更易消化”形式。
###
Journal
Environmental Geochemistry and Health