植物修复土壤重金属污染
植物修复重金属污染
植物修复技术植物修复是直接利用植物把受污染土地或地下水中的污染物（重金属、有机物等）移除、分解或围堵的过程。
其对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。
研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。
目前普遍认为利用植物修复的方法，来清除受重金属污染的土地，是一种较便宜且方便的作法。
透过了解植物在重金属环境下的生存策略，有助于人类利用生物科技制造出可以大量吸收重金属的植物。
基本上可以有效清除重金属污染的植物，最好须有下列特征：生长快速、根系能深植土壤、容易收割、能够容忍并累积多样化重金属。
植物修复具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点。
植物修复作用可以具体分为5种：1、植物转化原理：植物转化也称植物降解，指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分解，或者通过植物分泌出的化合物（比如酶）的作用对植物外部的污染物进行分解。
2、根滤作用原理：借助植物羽状根系所具有的强烈吸持作用，从污水中吸收，浓集，沉淀金属或有机污染物，植物根系可以吸附大量的铅，铬等金属.另外也可以用于放射性污染物，疏水性有机污染物(如三硝基甲苯TNT)的治理。
进行根滤作用所需要的媒介以水为主.因此根滤是水体，浅水湖和湿地系统进行植物修复的重要方式，所选用的植物也以水生植物为主。
3、植物辅助生物修复原理：通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态，挥发出土壤和植物表面，达到治理土壤重金属污染的目的。
有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发，大大减轻土壤的重金属污染4、植物萃取原理：种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物质并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。
植物提取作用是目前研究最多，最有发展前景的方法。
5、植物固定原理：利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无害物质的一种方法。
土壤重金属污染的植物修复
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目录
• 引言 • 土壤重金属污染概述 • 植物修复技术原理与特点 • 植物种类选择与育种策略
目录
• 田间试验设计与实施方法 • 案例分析与经验分享 • 挑战与展望
01
引言
背景与意义
土壤重金属污染现状
随着工业化和城市化的快速发展，土 壤重金属污染问题日益严重，对生态 环境和人类健康构成巨大威胁。
和新技术成果。
04
启示二：加强国际合作与交流 是促进植物修复技术发展的重 要途径。我们应积极参与国际 交流与合作活动，学习借鉴国 际先进经验和技术成果，推动 我国植物修复技术的跨越式发
展。
07
挑战与展望
当前面临主要挑战和问题
植物修复效率
目前已知的超富集植物通常生长 缓慢，生物量小，修复效率低， 难以满足大面积土壤修复的需求
植物修复技术优缺点分析
• 社会可接受度高：植物修复技术符合公众对环保和可 持续发展的期望，易于获得社会认可和支持。
植物修复技术优缺点分析
1 2
修复周期长
植物修复技术通常需要较长时间才能显著降低土 壤中的重金属含量，难以满足紧急治理需求。
受环境条件限制
植物生长受土壤、气候等环境因素影响较大，可 能导致修复效果不稳定或难以达到预期目标。
，同时增加生物量，以提高植物修复效率。
植物-微生物联合修复
02
利用植物与微生物的协同作用，强化重金属的活化、吸收和转
运过程，提高修复效果。
农业措施辅助
03
结合合理的农业措施，如施肥、灌溉、耕作等，改善土壤环境
，提高植物修复的效率。
政策法规支持和科技创新推动
政策法规支持
微生物强化植物修复重金属污染土壤
微生物强化植物修复重金属污染土壤随着工业化和农业现代化的快速发展，重金属污染土壤的问题逐渐凸显。
重金属污染不仅对土壤生态环境造成严重破坏，还会通过食物链危害人体健康。
为了有效治理重金属污染土壤，微生物强化植物修复技术逐渐受到广泛。
本文将探讨微生物强化植物修复重金属污染土壤的可行性和效果。
重金属污染土壤是指含有重金属离子如铅、汞、镉等超过国家标准的土壤。
这些重金属离子不易分解，会在土壤中不断积累，影响土壤生态环境，并通过食物链传递，危害人体健康。
传统的重金属污染土壤治理方法包括物理、化学和生物方法。
然而，这些方法往往存在治理成本高、操作难度大等问题，因此需要寻找更加高效、环保的治理方案。
微生物强化植物修复技术是一种结合微生物和植物共同作用治理重金属污染土壤的方法。
该技术通过在土壤中添加特定微生物，促进植物对重金属的吸收和降解，从而实现重金属污染土壤的治理。
与传统的治理方法相比，微生物强化植物修复技术具有环保、高效、操作简单等优点。
国内外学者在微生物强化植物修复领域已取得了一系列前期研究成果。
例如，某些特定微生物可以促进植物对重金属的吸收，提高植物的富集能力；同时，微生物还可以通过产生有机酸等物质，提高土壤中重金属的生物有效性。
然而，该领域仍存在亟需解决的难点，如微生物与植物的协同作用机制尚不明确，微生物和植物的筛选与优化还有待加强等。
虽然微生物强化植物修复技术具有许多优点，但是与其他治理方法相比，仍存在一定的不足。
该技术的工艺流程相对复杂，需要经过微生物的筛选、培养和优化等环节，治理周期较长；采用该技术需要投入一定的成本，包括微生物培养、植物种植和维护等费用，可能会增加治理成本。
为了克服现有方法的不足，本文将研究一种新型的微生物强化植物修复技术，旨在提高该技术的可行性和效果。
具体来说，本文将采用以下研究思路和方法：筛选和优化微生物：通过实验筛选出对重金属具有较强活性的微生物种类，并对其生长条件进行优化，提高微生物的存活率和活性。
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。
植物修复土壤重金属污染综述
植物修复土壤重金属污染综述1前言1.1 土壤重金属污染的现状与危害土壤是人类获取食物和其他再生资源的物质基础1，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。
世界面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关2。
然而近年来，由于工农业的发展，土壤环境污染日严重。
含重金属污染的农田灌溉，农药和化肥的施用，工业污泥和垃圾农用，大气中的污染物沉降，采矿冶炼，电子、制革和染料等工业产生的三废及汽车尾气排放等等都使土壤中的重金属急剧增加，已远远超过土壤的自净能力。
土壤的重金属污染使得土壤肥力退化、作物产量与品质降低、恶化水环境，并能通过重金属在作物的可食部位过量积累后再通过食物链严重地威胁着人类的健康3.1.2污染土壤的植物修复途径环境的重金属污染是一个全球性的难题4。
自然净化过程十分漫长，一般需要成千上万年的时间。
在人类不断探索寻求治理环境中重金属污染的进程中，经历了传统的方法包括客土法，淋溶法等物理方法以及生物还原法，络合浸提法等化学方法，然而这些方法不仅成本昂贵，需要特殊的仪器和专业人员，而且对大面积的污染无可奈何，更不能从根本上解决问题;人们不得不寻找新途径，而对环境保护的日益重视又催生着成本低廉，方便可行的新方法的产生，在这种形势下，植物修复应运而生。
植物修复是指在不破坏土壤生态环境的情况下，利用自然生长的植物根系从土壤中提取有害物质并大部分转移至地上部。
人们发现植物吸收重金属元素具有很强的选择性，有些植物甚至显示超积累功能，即对某些重金属元素的吸收超过一般植物的100倍以上，其中超积累植物积累的Co、Ni、Cr、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上，积累的Mn、Zn一般在1%以上。
超积累植物像一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断地泵到植物体内，使得植物修复重金属污染土壤成为可能。
与传统的物理化学方法治理土壤污染的技术相比，植物修复具有无可比拟的优点:(1)成本低廉，利用自然植物，通过传统的农业种植方法即可。
植物修复土壤重金属污染技术研究进展
科技风2021年4月心机械化工DOD10.19392/ki.1671-7341.202111086植物修复土壤重金属污染技术研究进展高诗倩1*马广翔2马涛2黄丽珠2邱金伟21.山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250101；2.山东省环科院环境工程有限公司山东济南250013摘要:在工业化迅猛发展的现代，土壤重金属的污染已经对环境和粮食安全构成严重威胁。
现有物理、化学和生物技术可用于修复受金属污染的土壤，其中生物修复中的植物修复被认为是一种经济有效的方法。
植物修复是利用植物对污染物的吸收提取富集转化等一系列的做用降低环境中该污染物的浓度和毒性作用。
这是一项相对较新的技术,被认为是具有成本效益、效率高、新颖、环保和太阳能驱动的技术，公众接受度高。
植物修复是当前研究的热点之一。
例如化学辅助植物提取和微生物辅助植物修复技术也可大规模用于净化受污染的土壤,在基因工程领域还需进一步研究以提高转基因植物的修复能力，并对植物修复技术的机制和有效性加以研究，帮助促进该技术的发展。
关键词：重金属;植物修复;超富集植物；生物可利用度重金属对环境的污染已经成为世界性的严重问题。
人类通过矿石提取、污水排放等途径将这些元素释放到环境中。
随着工业化进程的加快和自然的生物地化循环的干扰,重金属污染问题日益严重。
与有机物不同，重金属基本上是不可降解的，因此会在环境中积累。
重金属元素是单质密度大于4.5g/cm3的一类金属元素的总称⑴。
重金属元素进入土壤后，若含量高于安全标准从而使生态环境恶化的现象就是土壤重金属污染。
由于它们有进入食物链的风险,所以这些重金属在农业土壤和水资源中的积累会对人类健康构成巨大威胁。
现如今有许多物理、化学和生物技术可用于修复受金属污染的土壤。
这些方法具有一定的局限性，例如修复过程中工作量大，且修复成本较高,土质混浊,使得土壤理化性质发生变化，且这个变化是不可逆的。
所以，对于重金属污染土壤的经济有效的修复方式就是植物修复。
去除土壤中重金属的方法
去除土壤中重金属的方法
去除土壤中重金属的方法有很多种，以下是一些常见的方法：
1. 植物修复：利用某些植物对重金属的吸收和富集能力，将重金属从土壤中转移到植物体内。
这种方法对环境友好，但可能需要较长的时间来达到显著的效果。
2. 微生物修复：利用微生物的代谢活动或生物转化作用，将重金属转化为较低毒性或更稳定的形式。
一些微生物还可以将重金属固定在土壤中，减少其迁移性。
3. 化学修复：使用化学药剂来沉淀、吸附或螯合重金属，使其变得不溶或不易迁移。
例如，利用石灰、磷酸盐等物质来降低重金属的溶解度。
4. 物理修复：包括土壤冲洗、挖掘和填埋等方法。
这些方法可以将受污染的土壤移除或隔离，以减少重金属对环境的影响。
5. 土壤改良：通过添加改良剂，如有机物质、沸石等，来改变土壤的理化性质，减少重金属的活性和迁移性。
6. 生物堆肥：将有机废物与受污染的土壤混合进行堆肥，利用微生物的作用降低重金属的毒性。
7. 农艺措施：合理的农艺管理，如合理施肥、轮作、休耕等，可以减少重金属在土壤中的积累。
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入探讨，以提高木本植物修复土壤重金属污染的效果。
重金属污染植物修复法
重金属污染植物修复法目前利用超积累植物修复重金属污染土壤主要有 3 种类型[13]：植物吸收、植物挥发和植物稳定。
1植物吸收（Phytoextraction）植物吸收是利用超积累植物根系从土壤中吸取一种或多种重金属，并将其转移、贮存到地上部，通过收割从而去除土壤中重金属。
由于运行成本低，回收和处理富集重金属的植物较为容易，故应用最多。
目前研究中关于Ni 的超积累植物最多[14]。
关于其他重金属如Cd、Pb、Zn、Co、As和Cu的超积累植物的数量还没有形成一定规模[15]。
Baker[16]等曾在1994年关研究过野生遏蓝菜对Zn和Cd的的富集能力，目前被作为超积累研究的模式植物。
Murakami[17-18]等在调查研究，发现稻子的变种（Oryza sativa L. cv. Milyang）是超积累Cd的植物。
Zhuang等[19]发现皱叶酸模（Rumex crispus L.）在吸收Zn和Cd方面具有较强的能力。
陈同斌[20]等利用蜈蚣草（Pteris vittataL.）6 个月时间内，As 污染土壤的植物修复效率可高达 2.19%~7.84%。
Antiochia[21]实验初步确定香根草（Vetiveria zizanioides）中含量达到Pd 和Zn 的超富集植物标准，该技术适用面广，效果好。
2 植物挥发（Phytovolatilization）植物挥发是指植物将其吸收与积累的重金属元素转化为可挥发形态，并挥发出植物表面的过程。
这种方法只用于具有挥发性的污染物，应用范围较小。
同时该方法只是将污染物从土壤转移到大气，对环境仍有一定影响。
目前这方面研究最多的是类金属元素Hg 和非金属元素Se。
Rugh 等[22]研究表明，将来源于细菌中的永抗性基因转入到植物，可以使其具有在通常生物中毒的汞浓度条件下生长的能力，而且还能将土壤中吸取的汞还原成挥发性的单质汞；Meaghcr R B[23]研究发现，烟草能使毒性大的二价汞转化为气态汞。
重金属污染土壤修复的三种主要方法
重金属污染土壤修复的三种主要方法重金属污染土壤是指土壤中重金属元素含量超过环境标准所导致的问题。
重金属污染土壤对环境和人类健康造成严重威胁，因此修复重金属污染土壤成为当今重要的研究领域。
目前，有三种主要的修复方法：物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法是利用物理力学原理来修复重金属污染土壤。
其中之一是土壤固化技术，它通过添加固化剂或胶结剂来减少重金属的迁移和释放，并使其转化为稳定的化合物。
固化剂一般包括水泥、石灰、氯化钠等，这些物质可以与重金属形成不溶于水的团聚体，从而有效地降低其毒性和迁移性。
另一种物理方法是土壤热解技术，它通过高温处理来改变重金属的形态和迁移性。
土壤热解技术一般分为低温处理和高温处理。
低温处理通过高压注入热水或蒸汽来改变土壤中重金属的化学状态，使其更容易被植物吸收和转化。
高温处理则是将土壤暴露在高温环境下，通过热分解和蒸汽压力来去除重金属。
化学方法是利用化学反应来修复重金属污染土壤。
其中之一是土壤酸碱调节技术，它通过向土壤中添加酸碱物质来改变土壤的pH值，从而改变重金属的形态和迁移性。
一般而言，重金属在酸性条件下更容易被植物吸收，而在碱性条件下则更容易形成沉淀物。
因此，通过调节土壤的酸碱性可以使重金属更容易被植物吸收或沉淀，从而减少土壤中重金属的毒性和迁移性。
另一种化学方法是土壤配位修复技术，它通过向土壤中添加配位剂来与重金属形成稳定的络合物，阻止重金属的迁移和释放。
配位剂一般包括EDTA、EDTA、柠檬酸等，这些物质可以与重金属形成络合物，从而有效地降低其毒性和迁移性。
生物方法是利用生物学原理来修复重金属污染土壤。
其中之一是植物修复技术，它通过选择耐重金属污染的植物来吸收和转化土壤中的重金属。
这些植物被称为重金属植物或超累积植物，它们能够忍受高浓度的重金属且具有较高的吸收能力。
植物修复技术主要有萃取、悬浮种植和种植-收获-再种植等方法。
例如，通过萃取方法可以将重金属吸附在植物根系或叶片上，然后收获这些植物并安全处置。
植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用
植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用随着人口的不断增加和工业的发展，土壤重金属污染成为了一个严重的环境问题。
重金属物质对于土壤中的微生物和植物都是一种强烈的毒性物质，直接影响着地下水和植物的生存。
而植物修复技术则被广泛应用于治理土壤重金属污染。
本文就植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用进行探讨。
一、植物修复技术的基本概念植物修复技术是一种利用植物及其代谢能力对土壤、地下水、废水及气体等环境因素进行治理的技术。
植物修复技术将栽培植物或野生植物作为整个生态系统的一部分，通过他们的生长、代谢、吸收、积累、转运等生理生化过程，来修复、减轻土壤、地下水、废水及大气中的污染物质。
二、植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用主要有以下几个方面：1. 吸附作用植物根系表面分泌的分泌物，具有吸附土壤中重金属离子的能力。
例如，筛子芦、白皮松等植物能够通过吸附重金属离子的方式减轻土壤中的污染物。
2. 生物富集作用植物吸收土壤中重金属，是通过生物累积作用实现的。
植物通过根、茎、叶等部位将土壤中的重金属向上转运到植物体内，使其在体内得到积累。
例如，农杆菌、高粱、枸杞等植物表现出了强烈的富集效应。
3. 生物还原作用植物从根中排放出的一些物质，在土壤中与微生物共同作用，促进微生物对土壤中重金属的还原。
例如，一些生长在湿地中的植物具有很强的生物还原能力，能够将土壤中的重金属还原为微生物可利用的价态。
4. 生物分解作用植物通过吸收土壤中的有机物，与自身代谢产生的物质共同作用，能够分解有毒污染物。
例如，旋花、水稻、甜菜等植物具有分解重金属有机化合物的效果。
三、植物修复技术的优点和局限性植物修复技术所具有的优点在于：1. 治理成本低：植物修复技术需要的成本相对其他治理手段较低。
2. 对环境友好：植物修复技术是一种无脏污、无物理损伤的修复方式，不会对环境造成二次污染。
3. 操作方便：植物修复技术的操作简单，对于一些难以人工访问的区域非常适合。
土壤重金属污染的植物修复
• （4）用于净化重金属的植物器官往往会通 过腐烂、 过腐烂、落叶等途径使重金属元素重返土 壤，因此必须在植物落叶前收割植物器官 并将其无害化处理。 并将其无害化处理。 • （5）修复土壤只能局限于植物根系所能延 伸的范围内，一般不超过20cm土层厚度。 20cm土层厚度 伸的范围内，一般不超过20cm土层厚度
植物修复
土壤重金 属污染的 植物修复
修复对象为重 金属污染的土 壤。通过植物 的吸收、挥发、 的吸收、挥发、 根际过滤、降 根际过滤、 解、稳定等作 用，可以净化 土壤中的污染 物，达到净化 环境的目的。 环境的目的。
二、植物修复的特点
修复植物主要包括： 修复植物主要包括： 乔木（杨树、柳树等），灌木和草类（ ），灌木和草类 乔木（杨树、柳树等），灌木和草类（荨 苜蓿等），农作物（向日葵、大豆等） ），农作物 麻、苜蓿等），农作物（向日葵、大豆等）
五、展望
• 植物修复技术以其安全、廉价的特点正成 植物修复技术以其安全、 为全世界研究和开发的热点。 为全世界研究和开发的热点。它以太阳能 为驱动能源，适用于中、 为驱动能源，适用于中、低浓度污染土壤 的治理，具有良好的生态效益， 的治理，具有良好的生态效益，更适合发 展中国家的需要，具有广阔的应用前景。 展中国家的需要，具有广阔的应用前景。 但该技术研究和应用时间较短，在理论体、 但该技术研究和应用时间较短，在理论体、 修复机理及技术工艺上仍须进一步完善， 修复机理及技术工艺上仍须进一步完善， 以下几个方面的研究仍有待加强。 以下几个方面的研究仍有待加强
植物修复技术的优点 1、应用广 泛，可用于 处理土壤污 染、净化空 气和水体
3、可使地表长期 稳定， 稳定，不会形成 二次污染或导致 污染物的转移， 污染物的转移， 有利于生态环境 的改善和野生植 物的繁衍 2、原位修复， 原位修复， 不占场地， 不占场地，环境 影响小； 影响小；修复环 境同时也美化了 环境； 环境；是一个自 然过程， 然过程，易被公 众接受
植物修复土壤中重金属的方法
植物修复土壤中重金属的方法一、引言重金属污染是当前环境面临的严重问题之一。
重金属对土壤和生物体的毒性效应具有长期性和积累性，对人类健康和生态系统稳定性造成了威胁。
因此，寻找有效的修复方法成为了迫切的需求。
本文将介绍几种植物修复土壤中重金属的方法。
二、植物吸收修复法植物吸收修复法是利用植物对重金属的吸收能力来修复受污染的土壤。
植物通过根系吸收土壤中的重金属，将其转移到地上部分，然后通过剪除、收割等方式将重金属带走，从而减轻土壤重金属污染程度。
常用的修复植物有耐重金属的植物（如拟南芥、铜锈树等）和富集重金属的植物（如剑麻、酸模等）。
此方法具有操作简便、成本较低的优点，但效果受到植物生长状况和土壤环境的影响。
三、菌根修复法菌根修复法是通过植物与菌根共生菌的相互作用来修复土壤中的重金属。
菌根能够增加植物的营养吸收能力和抗逆性，促进植物生长，同时菌根菌还能够与重金属形成络合物，减少其毒性。
因此，通过引入菌根菌来促进植物生长和修复土壤中的重金属污染已成为一种有效的修复方法。
目前已有许多研究表明，菌根菌在修复重金属污染土壤方面具有良好的应用前景。
四、土壤改良修复法土壤改良修复法是通过改良土壤性质来减轻土壤中重金属的毒性。
常用的改良方法有添加有机物、石灰等。
有机物能够提高土壤的保水性和通透性，促进土壤微生物的活动，降低土壤中重金属的有效性。
石灰能够中和土壤中的酸性物质，提高土壤的pH值，减少重金属的毒性。
因此，通过改良土壤性质来修复重金属污染的土壤是一种常用的修复方法。
五、植物-微生物联合修复法植物-微生物联合修复法是通过植物和微生物的共同作用来修复重金属污染的土壤。
植物能够吸收土壤中的重金属，而微生物能够降解重金属和促进植物生长，二者相互协同作用，达到修复土壤的效果。
目前已有许多研究证明，植物-微生物联合修复法在修复重金属污染土壤方面具有较好的效果。
六、生物炭修复法生物炭修复法是利用生物炭对土壤中重金属的吸附作用来修复重金属污染的土壤。
重金属植物修复的作用机理
植物修复是一种利用植物来减轻或修复土壤重金属污染的方法。
植物修复的作用机理涉及以下几个方面：
1. 蓄积作用：某些植物能够通过吸收和蓄积重金属离子，将其固定在根系和地上部分组织中，减少其在土壤中的可溶性和可迁移性。
这有助于稳定重金属的存在形态，防止其进入食物链和地下水。
2. 降解作用：一些植物具有超富集能力，能够吸收土壤中的重金属，并将其转运到地上部分，从而降低土壤中的重金属含量。
这些植物通常被称为超富集植物或超级吸收器。
通过采收这些植物，可将重金属从土壤中移除。
3. 转化作用：某些植物能够将吸收的重金属离子转化为较为稳定或低毒的形态，减少其对环境和生物的危害性。
这包括重金属的还原、氧化、沉积和络合等转化过程。
4. 保护作用：植物的根系可以促进土壤团聚体的形成，增加土壤的结构稳定性，减少重金属的迁移和淋溶。
此外，植物的根系还能分泌物质，如有机酸和螯合剂，与土壤中的重金属形成稳定的络合物，降低重金属的毒性。
5. 促进微生物活动：植物的根系分泌物可以提供碳源和能量，促进土壤中微生物的生长和代谢活动。
这些微生物可以与植物共生，形成根际微生物群落，进一步参与土壤中重金属的转化和降解过程。
需要注意的是，植物修复的效果受到多种因素的影响，包括植物的种类选择、土壤性质、重金属浓度和形态、环境条件等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择适合的植物物种和修复策略，并进行监测和管理。
植物修复土壤重金属污染
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PART FIVE
植物修复土壤重 金属污染的前景 和展望
当前研究的热点和难点
植物修复土壤重金属污染 的机制和过程
植物对重金属的吸收和富 集能力
土壤重金属污染的植物修 复技术应用
植物修复土壤重金属污染 的挑战和前景
未来研究方向和趋势
深入研究植物 修复土壤重金 属污染的机理 和机制，以提 高修复效果和
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植物修复的优势和局限性
优势：利用植物吸收、富集、转化土壤中的重金属，实现土壤的净化与修复 优势：对土壤环境影响小，不破坏土壤结构，对土壤生态系统的干扰最小 局限性：修复周期长，需要多年才能见效 局限性：对重金属的耐受性有限，可能存在二次污染的风险
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PART THREE
植物修复土壤重 金属污染的方法
效率。
探索新的植物 品种和修复技 术，以扩大植 物修复的应用 范围和效果。
结合其他生态修 复技术，如微生 物修复、植物微生物联合修复 等，以提高土壤 重金属污染修复
的综合效果。
加强植物修复土 壤重金属污染的 实践应用和示范 推广，以推动植 物修复在实际环 境治理中的应用。
植物修复在解决全球土壤污染问题中的地位和作用
基因工程技术的简介 植物基因工程在土壤重金属污染修复中的原理 植物基因工程在土壤重金属污染修复中的实践案例 植物基因工程在土壤重金属污染修复中的优缺点
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PART FOUR
植物修复土壤重 金属污染的实践 案例
国内外成功案例介绍
国内案例：某矿区采用蜈蚣草修复土壤中的砷污染，取得显著效果。 国内案例：某农田采用油菜作为修复植物，有效降低土壤中重金属含量。 国外案例：美国某矿山采用超富集植物去除土壤中的重金属，取得成功。
土壤污染治理中的植物修复技术
土壤污染治理中的植物修复技术土壤污染是指土壤中的某种或某些物质的浓度超出了自然环境下的水平，或者因为人类活动导致了土壤中出现了一些异常物质，这些异常物质会对土壤的生态系统产生破坏作用，对生物和环境造成危害。
土壤污染已经成为全球环境问题中的一个重要内容，它对农业、生态系统和人类健康造成了严重威胁。
治理土壤污染是保护生态环境、维护人类健康的重要举措之一。
而在土壤污染治理的众多方法中，植物修复技术成为了一种低成本、有效的治理方法。
植物修复技术是通过合理选用植物、调节土壤环境，利用植物的生长性能和代谢特点来修复受污染土壤的一种治理技术。
植物修复技术被广泛应用于农田污染、矿区污染、工业废弃地和城市污染土壤的治理中。
通过植物修复技术，可以减缓土壤污染对生态环境的影响，减少土壤中有毒物质的浓度，恢复土壤的肥力和生物多样性。
下面就介绍一些在土壤污染治理中常用的植物修复技术。
一、菜单植物修复技术菜单植物修复技术是利用部分植物在土壤中富集重金属元素的特性，以修复土壤重金属污染。
菜单植物修复技术利用植物的吸收、富集和转运重金属的能力来修复污染土壤。
植物修复技术中常用的植物包括烟草、蓖麻、枸杞等。
这些植物具有较强的耐污染能力，能够在土壤中吸收和富集重金属元素。
通过定期栽种和收获这些植物，可以有效减少土壤中重金属元素的含量，达到修复土壤的目的。
二、树木修复技术树木修复技术是利用树木的吸收、固定和富集有害物质的能力对污染土壤进行治理。
树木根系深广、生长年限长、生物量大、具有较强的环境适应能力和污染物富集能力，适宜用于土壤和地下水修复。
在树木修复技术中，通常选择一些对污染适应能力强、能快速生长的树种，例如柳树、杨树、白蜡树等。
这些树木的根系茂密，可以将有害物质与土壤紧密结合，并通过羧酸、萜类等物质将有害物质稳固于土壤中。
三、悬挂植物修复技术悬挂植物修复技术是指在受污染土壤表面悬挂生长多肉植物，利用多肉植物的循环生长和对有机物、重金属等的吸附能力，去除土壤中的有所物质。
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《土壤污染与防治》课程论文题目：土壤重金属污染的植物修复学生姓名：马玉琴学生班级：环境工程131班学生学号：2013011631所在院系：资源环境学院2016年5月20日目录1土壤重金属污染 (1)1.1土壤重金属污染现状 (1)1.2土壤重金属污染概述 (1)2.植物修复技术的引入 (2)3植物修复技术 (2)3.1植物修复技术的概念 (2)3.2植物修复技术的类型 (2)3.2.1根部过滤技术 (3)3.2.2植物提取技术 (3)3.2.3植物挥发技术 (3)3.2.4植物稳定技术 (4)4植物修复技术的应用 (4)土壤重金属污染的植物修复摘要近年来随着工业及城市化进程发展，我国农田土壤面临的污染风险越加突出，并受到越来越多的关注。
其中由于重金属在土壤环境中能持久存在，并可通过生物食物链积累、传递，对人类健康造成有害影响而受到特别的关注。
植物修复技术是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术，是指利用植物吸收、分解、挥发或固定土壤中的重金属，降低重金属在土壤中的含量和有效态含量，从而降低其对生物的危害。
关键词：土壤重金属，植物修复技术，超富集正文1土壤重金属污染1.1土壤重金属污染现状据估测，目前中国受污染的耕地面积近2000万hm2，约占耕地总面积的1/5[1]，其中工业“三废”污染1000万hm2[2]，农田污灌面积已达130多万hm2[3]。
每年因土壤污染而减少的粮食产量高达1000万t，直接经济损失达100多亿元[4]。
土壤重金属污染源包括“三废”的排放、矿山的开采和冶炼、化肥和农药的施用、城市生活垃圾的排放、污水灌溉和污泥农用等。
导致土壤污染的重金属主要包括As、Co、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb等，一般为几种重金属的复合污染[5]。
1.2土壤重金属污染概述土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象[6]。
土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必须的Mn、Cu、Zn 等。
因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染[7]。
2.植物修复技术的引入重金属污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化学淋洗法等[8]。
这些方法在污染土壤的改良和治理方面虽然具有一定的理论意义，但在实际应用上往往都存在某些局限。
比如说加入土壤改良剂的沉淀法虽然在一定时期内可以降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，但同时却会导致某些土壤营养元素的沉淀；淋洗法会同时造成营养元素的淋失；客土法虽效果较好，但费用昂贵，难以大面积工程推广，近年来发展起来的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点。
3植物修复技术3.1植物修复技术的概念植物修复技术是指利用植物吸收、分解、挥发或固定土壤中的重金属，降低重金属在土壤中的含量和有效态含量，从而降低其对生物的危害。
其实质是将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的忍耐和超量积累能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后可将重金属移出土体，以达到治理污染与恢复生态的目的[9]。
3.2植物修复技术的类型根系是植物直接接触土壤的器官，也是植物吸收重金属的主要器官，重金属到达根的表面主要两条途径：一条是质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水分一起达到植物根部；另一条途径是扩散途径，即通过扩散而达到根部的表面。
目前，利用植物改良土壤环境的4种方法主要是根部过滤技术(Rhizofiltration)、植物萃取技术(Phytoex- tration)、植物挥发技术(Phytovolatilization)和植物稳定技术(Phytostabilizaton)[10]。
3.2.1根部过滤技术根部过滤技术是指将特定的植物种植在重金属污染的水体中，利用植物庞大的根系和巨大的表面积过滤、吸收、富集水体中重金属元素后，将植物收获处理，从而达到治理水体重金属污染的目的[11]。
例如水科植物浮萍和水葫芦可有效吸收和清除水体中镉、铜和硒。
目前用于根系过滤的植物有印度芥菜、盐地鼠尾粟、宽叶香蒲等。
进行根滤作用所需要的媒介以水为主.因此根滤是水体，浅水湖和湿地系统进行植物修复的重要方式，所选用的植物也以水生植物为主。
3.2.2植物提取技术植物提取技术又称植物萃取技术，是目前研究最多且最有发展前景的植物修复技术。
重金属经植物根系吸收后，继而被转移、贮存到植物的地上部分，然后收割植物地上部分，从而达到去除土壤重金属元素的目的[12]。
收获植物中的重金属元素还可以回收利用。
植物提取技术利用的是一些对重金属具有较强富集能力的特殊超积累植物。
目前已经发现的500多种超富集植物广泛分布于45个科，其中Ni的超富集植物最多，主要是十字花科的庭荠属。
据报道，红根苋可富集cs，对切尔诺贝利核电站1986年泄露后大面积土壤的核污染进行植物修复有较大潜力。
要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具备对多种重金属较强的富集能力。
此方法的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。
3.2.3植物挥发技术植物挥发技术是利用植物根系分泌的一些特殊物质或微生物使土壤中的污染物被植物吸收和转化，以挥发状态排出植物体外，从而去除土壤重金属污染[13]。
植物挥发要求污染物被转化后的毒性要小于转化前的污染物质，以减轻对环境危害。
目前在这方面研究最多的是金属元素汞和重金属元素硒，如离子态汞(Hg2+)，它在厌氧细菌的作用下可以转化成对环境危害极大的甲基汞(Me—Hg)。
利用细菌先在污染位点存活繁衍，然后通过酶的作用将甲基汞和离子态汞转化成毒性小得多、可挥发的单质汞Hg，这已被作为一种降低汞毒性的生物途径之一。
3.2.4植物稳定技术植物稳定技术是利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无害的物质。
这些植物通过根系分解、沉淀、螯合、氧化还原等多种过程可使污染物惰性化。
也有人认为，植物稳定技术就是指污染物被植物的根吸收、在体内富集，或者被吸附到根的表面，或者在根际区沉淀下来。
植物及其根部可防止污染物被风或水侵蚀而迁移，还可防止其在土壤中渗漏或扩散。
植物在植物稳定中主要有两种功能：一是保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移;二是通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的固定。
应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素，以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来的污染。
然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时将其固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，但并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。
如果环境条件发生变化，重金属的生物可利用性可能又会发生改变。
因此，植物固定不是一个很理想的修复方法。
4植物修复技术的应用植物修复技术因其绿色生态而受到很大关注，四种方法中最有前景的是植物提取，亦即通常所指的植物修复。
陈同斌是中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任，首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者，是我国植物修复和智能控制生物堆肥领域的主要开创者和学术带头人。
陈同斌的重金属污染土壤植物修复团队，从1997年开始在全国范围内进行土壤污染状况调查，1999年在中国本土发现了世界上第一种砷的超富集植物——蜈蚣草。
蜈蚣草是一种通过孢子繁殖的蕨类植物，它可以将土壤中的重金属，通过根系吸收到体内，并转移到地上部分。
最后将地上部分焚烧，再作为危险废弃物集中填埋。
焚烧后，重金属的比例就不大了，在允许的范围内。
填埋后，它释放的那部分重金属的含量通过再释放已经在环境背景值的水平以下，而在背景值水平以下的重金属，一般不会显示出它的毒性。
就像一般的农业土壤，均存在着重金属元素，它们之所以不产生危害是因为处于背景值水平[14]。
参考文献[1]王先进，《中国权威人士论中国怎样养活养好中国人》，1997[2]中国科学技术信息研究所;国家科委高技术计划司，1995[3]高梁，《土壤污染及其防治措施》，1992(06)[4]中国农业持续发展和综合生产力研究组，《中国农业持续发展和综合生产力研究》[5]谢正苗;黄昌勇;徐建民《土壤污染化学》，1997[6]王红旗、刘新会、李国学等著《土壤环境学》，高等教育出版社[7]张辉，《土壤环境学》，化学工业出版社[8]夏星辉;陈静生《土壤重金属污染治理方法研究进展》，1997(03)[9]刘秀梅,聂俊华,王庆仁.植物修复重金属污染土壤的研究进展[J].甘肃农业大学学报,2001,36(3)8-13。
[10]史宇,何玉科.重金属污染环境的植物修复及其分子机制[J].植物生理与分子生物学学报,2003,29(4):267-274.[11].王雁,缪昆.城市森林植物修复污染土壤的功能[J].东北林业大学学报,2003,31(5):65-67.[12].蒋先军,骆永明,赵其国,等.重金属污染土壤的植物修复研究.金属富集植物Brassicajuncea对铜、锌、镉、铅污染的响应[J].土壤,2000(2):71-74.[13].魏树和,周启星,王新.18种杂草对重金属的超积累特性研究[J].应用基础与工程科学学报,2003,11(2):[14] 陈同斌,范稚莲,雷梅等.磷对砷超富集植物吸收砷的影响及其科学意义[J].科学通报.2002, 47(15):1 156-1 159.]。