重金属污染土壤的植物修复研究
重金属污染土壤环境效应及其生态恢复研究
重金属污染土壤环境效应及其生态恢复研究
随着工业化的进程不断加快，重金属污染问题也日益严重。研究表明，重金属
污染土壤对生态环境的影响是极其严重的。那么，究竟重金属污染土壤的环境效应是什么呢？怎样去进行生态恢复研究呢？
一、重金属污染土壤的环境效应
重金属污染土壤含量过高，会导致土壤的吸附力和阳离子的比例升高，从而导
致土壤酸碱度的改变。这不仅影响植物的生长发育，还可能使一些有益微生物灭活，让土壤失去肥力。同时，重金属还可能通过长期的土地利用在食物链中不断积累，直接对人体造成危害。
二、重金属污染土壤的生态恢复研究
针对重金属污染土壤进行生态恢复研究，是改善土壤环境质量的有效手段。具
体的恢复途径主要包括化学修复、生物修复和植物修复。
1、化学修复
化学修复主要是指利用化学物质将土壤中的重金属还原、沉淀或转化为不可溶
性化合物，从而避免其继续污染。这种修复方式虽然效果比较显著，但是却存在一些不足。首先是它对环境的影响比较大，往往会破坏土壤中的有机物和微生物。其次，化学处理的后果仍然不具备可持续性。因此，在进行化学修复时，我们需要更加谨慎，尽可能选择对环境影响较小的化学物质进行处理。
2、生物修复
生物修复主要通过利用微生物对重金属的吸附、还原和修饰等作用，从而降低
土壤重金属浓度的方法。相对于化学修复，生物修复更符合可持续性发展的要求。但是，它也有其限制，例如需要长时间的操作周期、产生的反应产物不易被处理等。
3、植物修复
植物修复是一种依靠植物本身的代谢机制来修复重金属污染土壤的方法。具体来说，它是通过植物的吸附、转运和蓄积来合成多种吸收重金属的配体，进而降低土壤重金属含量。相较于化学修复和生物修复，植物修复具有成本较低、操作简单的优势。此外，在植物修复中，还可以对不同的植物进行筛选和组合，提高生物多样性和修复效率。
金属污染土壤的植物修复
金属污染土壤的植物修复①
骆永明
(中国科学院南京土壤研究所土壤圈物质循环开放研究实验室 南京210008)
摘 要 本文就金属污染土壤的植物吸取、植物稳定、植物挥发这三种植物修复技术国际研究与发展的态势作一描述,以进一步推动我国在土壤生物修复这一世界科学前沿领域的研究。
关键词 植物修复;金属;污染;土壤
含金属污水的农田灌溉、污泥的农业利用、肥料的土壤施用以及矿区飘尘的沉降,使我们地球上的许多土壤已经或即将被金属污染〔1〕。世界上,金属污染的土壤不是在逐渐减少而是在不断增加〔2〕,这已成为深受全球关注的环境问题。土壤中的有害金属污染,不仅退化土壤肥力,降低作物产量与品质,而且恶化水环境,并通过食物链危及人类的生命和健康;尤为严重的是,有毒重金属在土壤系统中所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。因此,土壤系统中的金属(尤其是重金属)污染与治理一直是国际上的难点与热点研究课题。随着我国人口的不断增加和对粮食需求量的持续上升以及土地资源的日趋匮乏〔3〕,改良并恢复锌、镉、铅、镍、铜等金属污染土壤的生产力,已成为今我国农业可持续发展和环境质量改善中多学科共同感兴趣的问题。
遗憾的是,至今我们还缺乏廉价而永久有效的金属污染土壤的净化技术。目前采用的一些物理或化学方面的常规方法,不仅非常昂贵,难以大规模改良,而且常常导致土壤结构破坏、土壤生物活性下降和土壤肥力退化〔4〕。因而,寻求一种投入低,又可维持土壤肥力的新方法替代方法一直是众人瞩目的焦点问题。经过多年的摸索,科学家们提出了一种既能实现上述目标又能产生良好生态效应并具经济开发价值的植物修复改良方法〔5〕。
植物修复重金属污染土壤的研究现状及其水肥调控技术展望
摘要
摘要
土壤重金属污染是指由于人类活动导致重金属在土壤中过量积累，对生态环 境和人体健康产生严重危害的现象。本次演示综述了土壤重金属污染的现状、危 害及修复技术研究现状，介绍了物理、化学和生物修复技术的原理、方法和应用， 并指出了各种方法的优缺点和未来研究的方向。
引言
引言
随着工业化和城市化进程的加速，人类活动产生的重金属污染问题日益严重。 土壤作为人类赖以生存的重要资源，其重金属污染对生态系统、农业生产及人体 健康产生严重影响。因此，对土壤重金属污染及其修复技术的研究显得尤为重要。
三、水肥调控技术在其他类型土 壤污染修复中的应用
三、水肥调控技术在其他类型土壤污染修复中的应用
水肥调控技术在植物修复重金属污染土壤方面的应用已取得一定成果，未来 其有望在其他类型土壤污染修复中发挥积极作用。例如，水肥调控可能对有机污 染物的生物降解产生影响，促进植物对其的吸收和降解；此外，水肥调控还可能 影响土壤的物理化学性质，改善污染物在土壤中的迁移和转化，从而提高污染土 壤的修复效果。
一、植物修复重金属污染土壤的 研究现状
一、植物修复重金属污染土壤的研究现状
植物修复技术是一种利用植物及其根际微生物体系对污染物进行吸收、转化 和降解的过程。在重金属污染土壤修复中，植物通过根系吸附、吸收和传递重金 属，并利用其生物活性转化重金属为无害或低毒形态。尽管植物修复技术具有原 位、绿色等优势，但仍存在修复周期长、效率不稳定等问题。
重金属污染土壤修复技术现状与展望
重金属污染土壤修复技术现状与展望
一、本文概述
随着工业化和城市化进程的加快，重金属污染已成为全球性的环境问题，对土壤生态系统和人类健康构成了严重威胁。重金属污染土壤修复技术的研究与应用，对于保障生态安全、推动可持续发展具有重要意义。本文旨在全面综述当前重金属污染土壤修复技术的现状，分析各种技术的优缺点，并展望未来的发展趋势。文章首先对重金属污染土壤的来源、分布及其对环境和人体的危害进行简要介绍，然后重点阐述物理修复、化学修复、生物修复和联合修复等常用修复技术的原理、适用范围和实际应用案例。在此基础上，文章对重金属污染土壤修复技术的发展趋势进行展望，提出未来应加强技术研发与创新、提高修复效率与效果、推动跨学科交叉融合等建议。文章总结了重金属污染土壤修复技术的研究现状，并指出了未来需要进一步深入研究和解决的问题。
二、重金属污染土壤修复技术分类
重金属污染土壤修复技术的分类多种多样，主要根据修复原理和技术手段的不同进行划分。以下是对当前主流的重金属污染土壤修复技术的分类概述。
物理修复技术：物理修复技术主要包括换土法、电热修复法、土壤淋洗法等。这些方法主要通过改变土壤的物理性质，如温度、湿度、粒径等，来减少或去除土壤中的重金属。这些方法操作简单，但成本较高，且可能对土壤结构造成破坏。
化学修复技术：化学修复技术主要包括化学淋洗、化学固定和稳定化等。这些技术主要通过添加化学试剂，改变重金属的化学形态，从而减少其生物有效性和迁移性。然而，化学修复可能引入新的污染物，且长期效果难以预测。
生物修复技术：生物修复技术包括微生物修复、植物修复和动物修复等。微生物修复利用特定的微生物对重金属进行转化或固定；植物修复利用超积累植物吸收土壤中的重金属；动物修复则利用土壤动物如蚯蚓等对土壤进行改良。生物修复技术环境友好，成本低，但修复周期长，效果受环境因素影响大。
植物基因工程修复土壤重金属污染研究进展
第３２卷㊀第８期
２０１９年８月
环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３２ꎬＮｏ.８Ａｕｇ.ꎬ２０１９
收稿日期:２０１８￣１２￣０６㊀㊀㊀修订日期:２０１９￣０３￣０８
作者简介:杨茹月(１９９４￣)ꎬ女ꎬ河北秦皇岛人ꎬ１５７３１３６２８４７ｍ＠ｓｉｎａ.ｃｎ.
∗责任作者:①王雷(１９８６￣)ꎬ男ꎬ黑龙江大庆人ꎬ工程师ꎬ博士ꎬ主要从事环境污染控制研究ꎬｗａｎｇｌｅｉ０１＠ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎꎻ②吕宁磬(１９８６￣)ꎬ男ꎬ山西忻州人ꎬ助理研究员ꎬ硕士ꎬ主要从事环境污染控制研究ꎬｌｖｎｑ＠ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ
基金项目:国家科技重大专项项目(Ｎｏ.２０１６ＺＸ０５０４０００１￣００３)ꎻ中央级公益性科研院所基本科研业务专项(Ｎｏ.２０１４０９０３０)
ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｊｏｒＰｒｏｊｅｃｔｏｆＣｈｉｎａ(Ｎｏ.２０１６ＺＸ０５０４０００１￣００３)ꎻＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｓｆｏｒＣｅｎｔｒａｌＰｕｂｌｉｃＷｅｌｆａｒｅＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｓｏｆＣｈｉｎａ(Ｎｏ.２０１４０９０３０)
植物基因工程修复土壤重金属污染研究进展
杨茹月１ꎬ２ꎬ李彤彤２ꎬ杨天华１ꎬ李艳平２ꎬ刘㊀慧２ꎬ王㊀雷１∗ꎬ吕宁磬２∗
１.沈阳航空航天大学能源与环境学院ꎬ辽宁省清洁能源重点实验室ꎬ辽宁沈阳㊀１１０１３６２.中国环境科学研究院ꎬ北京㊀１０００１２
应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类
应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类
在重金属污染土壤植物修复中，有多种植物种类被广泛应用。这些植物主要通过吸收、富集和转化重金属来降低土壤中的重金属含量。以下是一些常见的植物种类：
1. 印度芥菜：这种植物能够吸收铅、镉、锌等重金属，并将其
储存在叶片和根部。印度芥菜生长迅速，生物量大，因此具有较高的修复效率。
2. 柳树：柳树对多种重金属具有较高的耐受性和富集能力，如铅、镉、铜等。柳树生长迅速，根系发达，可以吸收大量的重金属。
3. 杨树：杨树对铅、镉等重金属具有较强的富集能力，可以用
于修复重金属污染的土壤。杨树生长迅速，生物量大，可以持续吸收和富集重金属。
4. 芦苇：芦苇是一种常见的水生植物，可以用于修复受重金属
污染的湿地和水体。芦苇对铅、镉等重金属具有较强的吸收和富集能力。
5. 紫云英：紫云英是一种草本植物，对铅、锌等重金属具有较
强的富集能力。紫云英可以作为土壤改良剂使用，提高土壤质量，降低重金属含量。
6. 狗牙根草：狗牙根草是一种常见的草坪草种，对铅、镉等重
金属具有较强的耐受性和富集能力。狗牙根草可以用于修复受重金属污染的土壤和水体。
7. 苎麻：苎麻对铅、锌等重金属具有较强的富集能力，可以用
于修复受重金属污染的土壤。苎麻生长迅速，生物量大，可以持续吸收和富集重金属。
8. 狼尾草：狼尾草对多种重金属具有较高的耐受性和富集能力，可以用于修复受重金属污染的土壤和水体。狼尾草生长迅速，根系发达，可以吸收大量的重金属。
除了上述植物种类外，还有多种其他植物也被用于重金属污染土壤的植物修复中，如向日葵、油菜等。这些植物种类具有不同的特点和优势，可以根据具体情况选择适合的植物种类进行修复。
土壤重金属污染的植物修复解读
1.4 土壤重金属污染的危害
2、对植物的影响。吸收到植物体内的重金属能诱导其体 内产生某些对酶和代谢具有毒害作用和不利影响的物质， 间接引起植物伤害．如某些重金属胁迫下植物体内产生 过氧化氢、乙烯等类物质对体内代谢和酶活性的负效应， 同时也能够对其带来直接伤害．如镉与巯基氨基酸和蛋 白质的结合引起氨基酸蛋白质的失活，甚至导致植物的 死亡。 3、对人体健康的危害。重金属污染的土壤，农产品质量 下降，对人体健康造成很大伤害，尤其是区域性疾病的 发生。如土壤中汞污染会导致水俣病的发生，糙米中含 镉量超标会引起“骨痛病”的产生。
1.5 土壤重金属污染的修复
3、生物修复技术。生物修复技术主要是依靠生物(特别是 微生物)的活动使土壤中的污染物得以降解或转化为无毒 或低毒物质的过程。 （1）微生物修复。所谓微生物修复技术是利用土壤中的 某些微生物对重金属产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用。 （2）动物修复。土壤中的动物修复是通过土壤动物群的 直接作用(包括吸收、转化和分解)或间接作用(包括改善 土壤理化性质、提高土壤肥力、促进植物和微生物的生长) 而修复土壤污染的过程。 （3）植物修复。植物修复技术是日前国内外正在研究的、 能有效处理重金属的一种新方法，也是我所要研究的重点 内容。
土壤重金属污染的 植物修复研究
一、土壤重金 属污染的现状 及其修复技术 二、植物修复 技术的发展与 应用 三、修复植物 的筛选
重金属污染环境下植物修复研究
重金属污染环境下植物修复研究
植物修复技术是一种利用植物来清除污染物的环境修复技术。在重金属污染环
境下，植物可以吸收土壤中的重金属，并将其转移到植物体内，从而减少土壤中的重金属含量，达到修复环境的目的。这种技术被广泛应用于城市工业园区、矿区和农业区等不同污染环境的修复项目中。
研究表明，一些植物生长适应性强，能在重金属污染环境下生存，并吸收大量
的重金属元素。这些植物被称为超富集植物，如拟南芥、金合欢、柳叶菜等。超富集植物特别适合用于重金属污染环境下的植物修复研究。
超富集植物的应用有两种方式：一种是使用超富集植物本身，直接将其种植在
受污染区域，通过吸收和转移重金属来修复环境；另一种是使用非超富集植物，但是将超富集植物的基因转移到非超富集植物中，使得非超富集植物也具备超富集植物的超净化能力。
目前，使用超富集植物进行植物修复技术的研究已经成为环境科学的热点之一。植物对于不同的重金属元素具有吸收和转移的选择性，这种选择性不仅受到植物本身的生理特性的影响，还受到土壤环境的影响。
研究发现，超富集植物在重金属富集方面存在着物种选择性。不同的超富集植
物对不同的重金属元素有不同的吸收效率。例如，拟南芥对镉的吸收效率最高，而柳叶菜对铜的吸收效率最高。
此外，土壤环境的不同也会影响超富集植物的富集效果。土壤中的有机质含量、pH值、水分含量等都会影响植物的富集效果。
因此，在进行植物修复技术的研究时，需要选择适合本地土壤环境的超富集植物，并结合土壤环境的特点进行针对性调整。
除了生理环境的影响外，植物修复技术的研究还需要考虑植物的生态安全问题。在进行植物修复技术的研究时，需要选择植物的生长周期短、生长结构简单、不具有毒性的植物，并确保超富集植物的富集量不会超过生态安全的极限。
植物对重金属污染土壤修复的研究进展
植物对重金属污染土壤修复的研究进展【摘要】
本文主要介绍了植物对重金属污染土壤修复的研究进展。在分别从研究背景和研究意义两个方面阐述了该领域的重要性。在首先讨论了植物吸收重金属的机制，然后介绍了植物修复重金属污染土壤的方法以及不同重金属的修复效果。接着探讨了植物修复重金属污染土壤的应用和前景。在对植物修复重金属污染土壤的可行性进行了总结，提出了未来研究方向，并对全文进行了结论总结。通过本文的介绍，读者将对植物在修复重金属污染土壤中的作用有更深入的了解，同时也为未来的研究提供了一些思路和建议。
【关键词】
植物、重金属污染土壤、修复、吸收机制、方法、效果、应用、前景、可行性、未来研究、结论。
1. 引言
1.1 研究背景
重金属污染是当今环境领域中的一个严重问题，它对土壤、水源以及生态系统造成了严重的危害。重金属污染土壤的修复一直是环境科学研究的热点之一。传统的土壤修复方法如化学方法和物理方法虽然可以降低土壤重金属含量，但存在成本高、效果难以长期保持等问
题。相比之下，植物修复重金属污染土壤的方法备受关注，因为它具有成本低、环境友好等优势。
植物修复重金属污染土壤的研究已经取得了一些重要进展，但仍存在一些挑战和未解之谜。了解植物吸收重金属的机制、不同植物对不同重金属的修复效果、植物修复重金属污染土壤的应用前景等方面的内容，不仅有助于揭示植物修复土壤的内在机制，还能为实际应用提供理论支持。深入研究植物对重金属污染土壤修复的机理和效果，对于解决土壤环境问题具有重要的理论意义和实践价值。
1.2 研究意义
植物作为自然界中的修复者，通过吸收和富集土壤中的重金属，有助于减轻土壤中重金属的污染程度。通过研究植物对重金属的吸收机制和修复效果，可以为进一步推动植物修复技术的发展提供理论指导和实践经验。在实际应用中，植物修复重金属污染土壤已经取得了一些成功案例，为生态环境的保护和重金属污染治理提供了新的思路和选择。
重金属污染土壤的植物修复
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ｈ ｌｔ—ｎ ｕ ｅ ｈ ｔｒｍｅ ｉｔ ｎｈ ａ ｙｍｅａ ｏｌｔ ｎｐ ｙｏｅ ｄａｉｎｓｉ ｄＳｃ ｅａｅ ｉｄ ｃ ｄ ｐ ｙｏｅ ｄａｉ ，ｅ ｖ ｔｌ ｌ ｉ ，ｈ ｔｒｍｅ ｉｔ ，ｏｌ ｏ ｐ ｕｏ ｏ
由于矿产资源的大规模开采 、 冶炼， 化肥、 农药的不当使用等人类生产活动致使水体 、 土壤
资金， 重点支持铅、 镉 、 、 汞、 铬 砷等重金属污染企业综合整治、 清洁生产工艺改造、 污染 防治新 技术示范和推广等项 目【 １ ］ ． 与有机污染物不同． 土壤中的重金属不能被生物分解， 它只能由一种 氧化状态变成另一种状态． 目前， 土壤重金属污染的治理途径按使用手段 的不 同分为物理修复、 化学 修复 和生 物修 复 三种 类型 ， 体包 括 固化 、 定 、 学处 理 、 具 稳 化 土壤 洗 涤 、 电动修 复 、 生物 沥 滤 和植物修复等多种方法［ ２ １ ． 植物修复， 尤其是植物提取修复， 因其具有成本低、 不破坏土壤生态环 境、 能够集中处理、 不易造成环境二次污染等特点， 目 是 前最有发展前景的植物修复方法之一ｆ ３ １ ．
重金属污染土壤的植物修复研究邹玉飞
重金属污染土壤的植物修复研究邹玉飞
发表时间：2018-10-17T10:24:11.003Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：邹玉飞1 唐俊2 刘佳3 [导读] 重金属污染土壤上种植的农作物会吸收土壤中的重金属进而进入人体，而重金属会在人体内蓄积并不易排出
邹玉飞1 唐俊2 刘佳3
1.天津市市容环境工程设计研究所天津 3 00201;
2.天津市水利勘测设计院天津 300204;
3.天津市环境卫生工程设计院天津 300201 摘要：重金属污染土壤上种植的农作物会吸收土壤中的重金属进而进入人体，而重金属会在人体内蓄积并不易排出，从而对人体健康造成危害。因而，重金属污染土壤的治理越来越受到人们重视，也产生了诸如物理修复、化学修复以及生物修复等不同修复原理的修复方法。其中，生物修复中的植物修复法，因其具有修复费用低、二次污染小等原因而日益受到人们广泛重视。本文对植物修复的原理、超
富集植物以及修复方法与强化进行分析，同时，也对其存在的问题进行探讨，对其应用前景进行了展望。关键词：土壤重金属污染植物修复
一、前言
随着工业和农业的发展，重金属对土壤的污染越来越严重。土壤中重金属污染不仅直接影响作物的产量与品质，而且会通过食物链危及人类的健康和安全，如日本的痛骨病事件就是典型的例证。由于重金属污染物在土壤中难迁移，又不能被微生物降解，价态变化复杂，使得治理非常困难。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法、化学法和生物法(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)，大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。近年来出现的植物修复技术由于成本低、效果良好、环境友好等优点，正成为环境科学领域研究和开发的热点。
木本植物修复土壤重金属污染的研究进展
木本植物修复土壤重金属污染的研究进展
随着工业化的快速发展和人类活动的增加，土壤重金属污染问题日益严重。重金属污
染对土壤环境和生物活动造成了严重的影响，需要采取有效的修复方法来减轻其影响。木
本植物修复土壤重金属污染是一种经济有效且环境友好的方法。本文将介绍木本植物修复
土壤重金属污染的研究进展。
木本植物具有较强的耐受性，可以在重金属污染的土壤中生长和存活。研究表明，一
些木本植物如柳树、杨树、榆树等对铅、镉、铬等重金属具有较好的耐受性。这些植物能
够通过根系吸收和转运重金属离子，将其富集在根部并转移到地上部分，降低土壤中重金
属的含量。
木本植物修复土壤重金属污染的机制主要包括吸收和富集、化学还原、酸碱调节等。
木本植物的根系具有较强的吸附能力，能够吸附土壤中的重金属离子。植物的根系还能通
过分泌有机物质来促进土壤中重金属的化学还原，从而降低其毒性。木本植物的根系还能
调节土壤的酸碱度，改善土壤的环境条件，促进重金属的转化和迁移。
木本植物修复土壤重金属污染需要考虑到植物的选择、种植技术、土壤条件等因素。
合理选择木本植物种类是修复成功的关键。一些快速生长且具有较强耐受性的植物如柳树
和杨树被广泛应用于修复重金属污染土壤。种植技术包括土壤改良、施肥、灌溉等，可以
提高木本植物的生存和生长条件。土壤pH值、有机质含量等也对木本植物修复效果产生重要影响。
木本植物修复土壤重金属污染是一种可行的方法。通过吸收、富集和转运重金属离子、化学还原、酸碱调节等机制，木本植物能够有效修复土壤重金属污染。木本植物修复还存
在一些问题，如修复时间较长、修复效果受土壤环境的限制等。未来的研究需要进一步深
重金属超富集植物及植物修复技术研究进展
重金属超富集植物及植物修复技术研究进展
一、本文概述
随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染已成为全球范围内日益严重的环境问题。重金属元素因其持久性、生物累积性和毒性，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。因此，探索有效的重金属污染治理和修复技术显得尤为迫切。重金属超富集植物及其植物修复技术作为一种绿色、环保的修复方式，近年来受到了广泛关注和研究。本文旨在概述重金属超富集植物的特征、筛选方法，以及植物修复技术的原理、应用和最新研究进展，以期为重金属污染土壤和水体的生态修复提供理论支持和实践指导。
二、重金属超富集植物概述
重金属超富集植物（Heavy Metal Hyperaccumulator）是一类能在重金属污染环境中生长，并且体内重金属含量显著超过一般植物的植物种类。这些植物通过特殊的生理机制和生物化学过程，能够在体内积累大量的重金属元素，如铜、锌、铅、镉、镍、钴等，而不会受到明显的毒害。因此，它们对于修复重金属污染土壤和水体具有重要的应用潜力。
重金属超富集植物的特点主要包括：一是能在重金属含量较高的环境中正常生长，甚至在这些环境中表现出优于其他植物的生长特性；二是植物体内重金属含量远超一般植物，通常是普通植物的几十倍甚至几百倍；三是这些植物对重金属的积累具有选择性，即某种植物可能只对某一种或几种重金属具有较强的积累能力。
重金属超富集植物的发现和研究始于20世纪70年代，随着环境污染问题的日益严重，这一领域的研究逐渐受到重视。全球范围内已经发现了数百种重金属超富集植物，其中包括一些著名的种类，如铜草（Thlaspi caerulescens）、东南景天（Sedum alfredii）、镍豆（Alyssum bertolonii）等。这些植物主要分布在矿区、冶炼厂等重金属污染较为严重的地区。
我国污染土壤生物修复技术研究现状及发展展望
现状分析
目前，针对石油污染土壤的修复技术主要包括物理修复、化学修复和生物修 复。物理修复方法包括土壤置换、萃取和蒸馏等，具有见效快、效率高的优点， 但成本较高，难以大规模应用。化学修复方法包括氧化还原、中和、沉淀等，能 够迅速降低土壤中的石油含量，但容易产生二次污染。生物修复方法利用微生物 和植物的代谢作用分解石油，具有环保、节能、成本低等优点，但修复时间较长， 受环境因素影响较大。
目前，我国在污染土壤生物修复技术的研究和应用主要集中在以下几个方面：
1、生物降解：通过研究微生物对有机污染物的降解机制和影响因素，发展 出了一系列强化生物降解的方法，如添加表面活性剂、提高通气量等。
2、植物修复：利用植物及其根际微生物体系对污染物进行吸收、转化和降 解。常见的植物修复技术包括植物提取、植物稳定化和植物挥发等。
随着科学技术的发展，相信石油污染土壤的修复技术将不断取得新的突破， 为环境保护和生态建设作出更大的贡献。
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2、修复技术手段：根据污染物的性质和土壤条件，可采取不同的生物修复 技术手段。主要包括微生物接种、添加表面活性剂、提高通气量等。
3、成功率：评估污染土壤生物修复成功率的指标主要包括污染物去除率、 土壤环境改善程度、农作物产量和品质提升等。
四、污染土壤生物修复技术取得 的成果
通过在污染土壤生物修复技术方面的研究和应用，我国已取得了显著成果。
重金属污染土壤的植物修复技术探究
重金属污染土壤的植物修复技术探究
【摘要】
重金属污染是当前环境问题中的一个严重挑战，对土壤和生态系
统造成了严重的影响。为了有效修复重金属污染土壤，植物修复技术
成为了一种重要的手段。本文通过探讨重金属污染土壤对环境的影响、植物修复技术的原理、植物选择对修复效果的影响、以及植物修复技
术的应用案例和未来发展趋势，揭示了植物修复技术在重金属污染土
壤修复中的重要性并展望了其未来的发展方向。通过不断的研究和实践，植物修复技术有望在重金属污染土壤修复领域发挥更大的作用，
为改善环境质量和保护生态系统做出贡献。
【关键词】
重金属污染、土壤修复、植物、环境、技术、原理、选择、应用、案例、发展趋势、重要性、展望。
1. 引言
1.1 研究背景
重金属污染是当今环境问题中的重要课题之一，由于工业化生产
过程中排放的废水、废气和固体废物中含有大量重金属元素，如铅、镉、汞等，这些重金属元素会积聚在土壤中，对土壤和生态系统造成
严重污染。重金属污染土壤不仅会危害农作物生长和人类健康，还会
影响土壤微生物的生态系统功能，降低土壤质量和生产力。
研究重金属污染土壤的植物修复技术不仅有助于改善土壤环境质量，还可以保护生态系统的平衡，提高土壤的生产力和可持续利用性。通过深入研究植物修复技术的原理、影响因素、应用案例和未来发展
趋势，有助于推动该技术在土壤修复领域的应用和发展。
1.2 研究目的
重金属污染土壤是目前环境污染问题中的重要组成部分，对生态
环境和人类健康造成了严重威胁。本文旨在探讨通过植物修复技术对
重金属污染土壤进行修复的可行性和效果，为解决土壤污染问题提供
污染土壤的植物修复技术介绍
虽然有的植物根系最深处可达地面以下几米，但是大多数植物根系的大部分集中在土壤表层，对于超过修复植物根系作用范围的污染土壤或不利于修复植物生长的土层，修复难以奏效
植物修复的局限性
修复植物多数为野生植物，种子小、采集难
03
缺乏行之有效的筛选植物的方法
04
植物的生长需要适宜的环境，多数植物具有光周期反应或对生长环境有特殊要求，在世界范围内引种修复植物比较困难
植物降解（Phytodegradation）
利用植物或植物和微生物共同作用降解土壤有机污染物
根际滤除（Rhizofiltration）
利用植物根系吸收、吸附污染水体中的重金属）
Thlaspi caerulescens
蜈蚣草
印度芥菜
龙葵
成套技术用，具有可行性
植物修复实例
1
利用植物提取、挥发、降解作用可以永久性地解决土壤污染问题
生物浓缩放大，化学定时炸弹
污染物会被生物浓缩放大，污染物暂时没显示危害，是化学定时炸弹还没有爆炸 ——治理迫在眉睫
是指利用绿色植物移除环境中的污染物或使这些污染物变为无害。近年来，一系列的研究发现以及各学科的交叉研究使得植物修复这一研究领域发展成为一种潜在的、低费用和无污染的治理环境污染的新途径
2
修复植物的稳定作用可以绿化污染土壤，使地表稳定，防止污染土壤因风蚀或水土流失而带来的污染扩散问题
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重金属污染土壤的植物修复研究
作者：黄梦华
来源：《绿色科技》2012年第04期
摘要：分析了我国重金属污染现状，从超富集植物、植物挥发、植物积累、植物代谢、植物固定等方面探讨了重金属污染修复技术，阐述了超富集植物修复机型，为重金属污染土壤治理提供参考。
关键词：土壤;重金属;植物修复
1 引言
重金属通常是指一种元素的原子密度大于6 g·cm-1(除了砷之外)［1］。这些元素主要是指Cd、Cr、Cu、Hg等,其中Co、Cu、Cr、Mn、Zn是生物体内所必须的元素,而其它Cd、Hg和Pb则不是生物体内的必须的元素。环境中的重金属的主要来源有两个方面:一是自然环境重金属本底值,二是人为排放到土壤中的重金属。
目前,我国的重金属污染十分严重，据报道［2］,全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染,受重金属污染的土壤面积达到了1 000万hm2。同时国内常有重金属污染事件发生,如血铅事件、Cd米污染事件、As污染事件和龙江镉污染事件等。
2 重金属污染修复技术
目前对重金属的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复。物理修复［3］是指利用物理的方法进行污染土壤的修复;化学修复［4］是指加入到土壤中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应,使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术;生物修复是指以生物为主体,利用生物吸收、降解、转化污染物,治理污染土壤的修复技术。目前研究比较成熟的是物理修复和化学修复,但是它们有容易产生二次污染、工程量大、投资高、引起土壤肥力减弱和修复成本较高等问题而不能得到广泛的使用;利用生物修复研究目前比较少,将其利用到治理重金属的污染土壤的案例更少。这主要是由于微生物的质量小,累积的重金属难以从污染场地中转移出来,限制了利用生物修复重金属污染土壤技术的推广。植物修复具有效率高、安全性能好、费用低、易于管理与操作、不易产生二次污染和环境友好型等优点而备受当前科研工作者的关注。
2.1 植物修复
植物修复是指利用植物对某种污染物(重金属)具有特殊的吸收富集能力,将环境中的污染物转移到植物体内或者将污染物降解(或者使形态改变)而利用,其后对植物,尤其是植物的地上部分进行回收利用,以达到去除或者消减污染物对环境危害的治理技术。它是一种新兴的绿色生物修复技术,能在不破坏土壤生态环境、保持土壤结构和微生物的状况下,通过植物的根系直接
将大量的重金属吸收,从土壤中移去重金属从而修复被污染的土壤,它是环境污染治理的重要手段。对重金属的修复类型主要包括植物富集、植物固定、植物挥发、植物降解、植物转化和植物刺激。
2.2 超富集植物
超富集植物最早由Brooks等［5］提出,是指茎中Ni的含量大于1 000mg·kg-1的植物,其后超富集植物的概念得到了扩大,且更加的全面。目前对超富集植物的定义［6］为植物地上部分的重金属含量大于根中重金属的含量,且植物地上部分的重金属含量达到一定的值,但该植物没有表现出明显的中毒症状,该植物的转运系数大于1。目前限制植物修复技术发展的一大瓶颈就是超富集植物的筛选工作,当前国内外发现的超富集植物700余种［7］,其中360多种为Ni的超富集植物［8］;广西Mn的产量超过了全国总产量的1/3,而受重金属Mn污染的区域较广,但目前国内发现的Mn的超富集植物仅5种。
2.3 植物挥发
植物挥发是利用植物去除环境中部分易挥发的污染物的方法,即植物将污染物吸收于体内后又将其转化为气态物质而释放到大气中［9］。植物挥发技术往往被用来处理Hg、As和Se 等重金属元素,这些重金属元素具有比较低的气化点,容易在植物组织中转化而形成能够通过植物气孔排放到大气中的物质,但是这种修复技术往往只是杯水车薪的工作,并没有达到修复的效果,因为它只是将土壤中易挥发的重金属元素通过植物转化挥发到了大气中,但是这些元素形态有较容易与水结合,而又散落到土壤中,造成二次污染或者污染场地的扩大。
2.4 植物积累
植物主要可以通过植物萃取技术和植物过滤作用达到累积重金属的效果。植物萃取技术或者又称为植物提取技术,是指利用重金属超富集植物从污染土壤中超量吸收、累积某一种或几种重金属元素,之后将植物地上部分收获并集中处理的技术。
2.5 植物代谢
植物代谢是指重金属(主要指As)进入植物体内后,其价态在植物组织中发生转化,降低其对植物组织的危害,达到利用植物修复重金属污染土壤的目的。目前主要研究有砷的形态转化。砷在污染土壤及植物根系中主要是以砷酸盐的形式存在,在植物叶片中则主要是以亚砷酸盐的形式存在,有机形态的砷基本不存在于植物的组织中。砷超富集植物之所以能够吸收高浓度的砷有可能是由于亚砷酸盐在植物组织中对组织的破坏较小的原因。
2.6 植物固定
植物根系可以分泌某些特定的物质,使污染土壤中的重金属得以固定或者沉淀,从而降低了污染土壤中以重金属的有效态形式的存在,降低了其进入地下水以及植物体内继而进入食物链
中的可能性,减轻了重金属对于人体及环境危害的潜在可能性。目前对于这方面应用成功例子主要是Pb和Cr［6］。但是由于这种方法只是将重金属的形态改变了,并没有改变其在污染土壤中的存在。如果环境发生变化,则有可能使被固定下来的重金属重新解离出来而对人类健康及环境造成危害。
3 超富集植物修复机理研究
3.1 抗氧化酶系统
植物体内的抗氧化系统由酶与非酶物质组成,抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX);非酶物质主要是指富含-SH的还原性谷胱甘肽(GSH)、硫巯基(-SH)与植物络合素(PCs)。
植物组织中的富含-SH的还原性谷胱甘肽(GSH)、硫巯基(-SH)与植物络合素(PCs)的存在,将会与进入植物组织中的重金属结合产生络合物,降低重金属在植物组织中的活性,进而降低了重金属对于植物的伤害,起到了保护植物的作用。
目前对超富集植物的解毒机理研究结果表明［10-12］,一般在低浓度下,抗氧化酶起着主要的解毒作用;而在高浓度的重金属下,非酶物质起着主要的解毒作用。
3.2 超富集植物氮素代谢
目前对于超富集植物的氮素代谢系统也做了大量的研究。植物通过根系吸收的NO-3N,在植物体内经过硝酸还原酶等一系列物质的作用转化为NH+4-N-即大量活性铵根,植物可以通过GS/GOGST和GDH两条途径清除植物组织中产生的NH+4-N,从而降低NH+4-N在植物组织中的累积。但是当植物受到外界的胁迫毒害作用后,植物的该两条途径就可能会受到影响,导致产生了大量的NH+4-N累积在植物的体内,从而将影响到植物体内氨代谢,影响到植物的生长。但是超富集植物在受到重金属的胁迫时,植物会通过GS/GOGST和GDH活性将得到加强,有利于清除植物组织中产生的NH+4-N,从而降低NH+4-N在植物组织中的累积,起到保护植物免受氨毒害。
3.3 超富集植物碳代谢
通常所称的碳水合物代谢主要是指植物体内的碳代谢,植物的生长离不开碳素代谢,因此对于超富集植物在重金属的胁迫下,植物体内碳水化合物代谢关键酶的活性及常见物质的变化研究是重要的。但是目前对于重金属污染植物修复碳素代谢的研究比较少,这将可能成为今后植物修复研究的一个新的方向。
3.4 改良剂应用于植物修复