《表1 EKAPR重金属污染土壤的研究成果》

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《电动力学辅助植物修复重金属污染土壤的特征机制与机遇》

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EKAPR重金属污染土壤的研究报道详见表1。由表1可知，一方面，电动力学能够有效提高植物对土壤污染物的吸收富集潜力[47]。在电动力学辅助下，尽管土壤p H（尤其是阳极区域）、重金属胁迫等均会发生变化而不利于植物生长，但很多植物（黑麦草、马铃薯、印度芥菜等）的生长并没有受到严重的不利影响，反而大部分区域植物生物量显著增加。植物对土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd的修复效果亦得到了不同程度的提升[48-50]，说明外电场可能通过某些效应促进植物生长。如印度芥菜（Brassica juncea）在电动力学辅助和添加EDTA条件下，对高Pb污染土壤的富集能力是仅添加EDTA时的2～4倍[48]。另一方面，电动力学的作用会导致土壤酸碱性、zeta电位、有机质和营养成分活性等土壤介质理化性质发生变化，显著影响重金属的空间分布、形态和生物活性等地球化学行为。当直流（DC）电场作用后，阴极区域土壤p H显著增加，阳极则相反，土壤中重金属含量发生了空间再分配[51]。Chen等[52]研究发现在DC电场下土壤N、P、K有效态含量比初始值提高1.0～3.0倍不等，阳极附近的污染物积累和酸化使土壤酶活性降低，土壤呼吸作用和微生物量则在阴/阳极区域都显著提高。DC电场的强度是影响上述土壤特性的主要因素，因植物自然生长有利于增加土壤生物量和提高酶活性，所以电压梯度导致部分不利效应能被植物作用所抵消[53]。电动力学亦能改变重金属的植物转运，Lim等[48]报道了电场协同EDTA作用促进重金属从印度芥菜根部到地上部分的运输，加强其修复速率和效率。近期，在实际污染土壤处理方面，Siyar等[63]以香根草为EKAPR的富集植物修复矿区周边重金属污染土壤，研究表明，香根草生长受到重金属抑制，重金属最大积累发生在施加2.0V/cm直流电场时，与单一植物与交流电场相比增加量达50%，但植物稳定化似乎才是直流电场EKAPR去除重金属的主要机制，而非植物提取，交流电场则在促进重金属植物提取方面效果突出，显著优于直流电场。Li等[64]研究表明，直流电场可增强向日葵和印度芥菜对不同形态金属铀[UO2，UO3，UO2（NO3）2]的植物吸收，不同形态间差异显著，土壤铀去除率由3.4%～4.3%提升至5%～6%。研究揭示，直流、交流可能存在不同的作用机制，而土壤重金属的形态组成与分布是亦影响其电动力学辅助植物提取的重要因素。