土壤修复常用富集重金属的植物介绍
5种植物对重金属的吸收与富集作用
5种植物对重金属的吸收与富集作用唐欢欢;曹学章;李小青;张赶年【摘要】根据野外试验采样调查研究,通过5种植物对江西定南县钨矿废渣地土壤的重金属含量的吸收试验,定量分析矿区狗牙根(Cynodondactylon)、弯叶画眉草(Eragrostiscurvula)、百喜草(Paspalumnotatum)、多花木兰(Indigoferaamblyantha)、高羊茅(Festucaarundinacea)5种草本植物对钨矿废渣地重金属As、Zn、Cu的吸收与富集作用各有特点.结果表明:①钨矿废渣地受到As、Zn、Cu的污染严重,狗牙根等植物对As、Zn、Cu作用均有着不同程度的富集;②不同植物类型对重金属吸收与富集作用因重金属种类、植物类型和部位的不同而各异,植物根部对As和Cu的富集作用比根部以上(地上部分)突出,而对Zn相反;③多花木兰地上部分生物量最大,对污染土壤的生物净化能力比其他植物更显著.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)015【总页数】5页(P103-106,110)【关键词】土壤;重金属;迁移系数;富集系数;生物量【作者】唐欢欢;曹学章;李小青;张赶年【作者单位】南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044;环保部南京环境科学研究所,南京210042;南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044;南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044【正文语种】中文【中图分类】X131.3近年来，随着工农业生产的快速发展，环境中重金属污染日趋严重。
研究表明，在所有的重金属污染中，矿山的开采对环境造成的污染最为严重[1]。
矿山开采会直接导致植被大规模破坏，产生的废水、废弃矿石以及尾矿砂等固体废弃物，占据着大量土地面积，是污染矿区周边环境的主要原因[2]。
矿山开采不仅破坏周边植被，污染当地土壤和下游河流，且土壤中有害重金属累积到一定的程度，会对土壤-植物系统产生危害，导致土壤的退化，影响农作物产量和品质，还会通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，危及人类的健康甚至生命[3—7]。
环境修复植物对重金属吸收能力
环境修复植物对重金属吸收能力一、环境修复植物概述环境修复植物，亦称为超积累植物或重金属吸收植物，是指那些能在其组织中积累较高浓度重金属的植物。
这些植物通过其天然的生物化学过程，能够从土壤中吸收并积累重金属，从而减少土壤中的重金属含量，达到净化环境的目的。
环境修复植物的应用是生态修复和环境治理领域的一个重要分支，对于改善土壤质量、保护生态环境具有重要意义。
1.1 环境修复植物的分类环境修复植物根据其对重金属的吸收能力和特性，可分为几类：- 重金属超积累植物：这类植物能够在其叶片、根或茎中积累超过正常植物数倍甚至数百倍的重金属。
- 根系修复植物：通过其发达的根系吸收土壤中的重金属，并在根系中积累。
- 地上部分修复植物：主要通过叶片吸收大气中的重金属，如通过叶片的蒸腾作用。
1.2 环境修复植物的作用机制环境修复植物对重金属的吸收主要通过以下几个步骤实现：- 根系吸收：植物根系通过主动或被动的方式吸收土壤中的重金属离子。
- 转运与积累：吸收的重金属通过植物体内的转运系统，被输送到植物的各个部位，尤其是叶片和茎。
- 稳定与解毒：植物体内存在多种机制来稳定重金属，减少其毒性，如通过合成金属结合蛋白、金属螯合肽等。
二、环境修复植物的应用场景环境修复植物的应用非常广泛，主要应用在以下几个领域：2.1 土壤修复在重金属污染的土壤中种植环境修复植物，可以有效降低土壤中的重金属含量，恢复土壤肥力和生态功能。
2.2 水体净化在水体受到重金属污染的情况下，通过种植特定的水生或湿生植物，可以吸收水中的重金属，净化水质。
2.3 大气污染治理对于大气中的重金属污染，可以通过种植某些能够吸收大气中重金属的植物，如通过叶片的蒸腾作用，减少大气中的重金属含量。
2.4 矿山修复矿山开采过程中常伴随着重金属的释放，利用环境修复植物进行矿山生态修复，可以加速矿山地区的生态恢复。
三、环境修复植物的挑战与发展前景尽管环境修复植物在环境治理中显示出巨大的潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战：3.1 植物选择的局限性并非所有植物都能有效吸收重金属，而且不同植物对不同重金属的吸收能力也存在差异，因此选择合适的植物种类是一个挑战。
具有修复土壤能力的5种植物
香蒲的应用与前景
要点一
总结词
香蒲是一种具有修复土壤能力的禾本科植物，能够增 加土壤的有机质含量和改善土壤结构，同时也有一定 的固氮作用。
要点二
详细描述
香蒲的根系可以分泌一些有机酸和酶类，能够促进土 壤中难溶性物质的溶解和吸收，提高土壤的肥力。此 外，香蒲的根系还能够改善土壤的结构，增加土壤的 通气性和透水性，有利于土壤微生物的生长和繁殖。 在农业生产中，香蒲可以作为一种生态修复植物或观 赏植物，能够为人们提供美丽的景观效果和改善生态 环境的效果。
黑麦草的应用与前景
总结词
黑麦草是一种具有修复土壤能力的禾本科植物，能够增 加土壤的有机质含量和改善土壤结构，同时也有一定的 固氮作用。
详细描述
黑麦草的根系可以分泌一些有机酸和酶类，能够促进土 壤中难溶性物质的溶解和吸收，提高土壤的肥力。此外 ，黑麦草的根系还能够改善土壤的结构，增加土壤的通 气性和透水性，有利于土壤微生物的生长和繁殖。在农 业生产中，黑麦草可以作为一种牧草作物，能够为家畜 提供丰富的饲料来源，提高家畜的生长速度和肉品质。
羽衣甘蓝的应用与前景
总结词
羽衣甘蓝是一种具有修复土壤能力的十字花科植物， 能够增加土壤的有机质含量和改善土壤结构，同时也 有一定的固氮作用。
详细描述
羽衣甘蓝的根系可以分泌一些有机酸和酶类，能够促 进土壤中难溶性物质的溶解和吸收，提高土壤的肥力 。此外，羽衣甘蓝的根系还能够改善土壤的结构，增 加土壤的通气性和透水性，有利于土壤微生物的生长 和繁殖。在农业生产中，羽衣甘蓝可以作为一种观赏 植物或蔬菜作物，能够为人们提供美丽的景观效果和 丰富的营养来源，提高人们的健康水平。
芥菜是一种十字花科植物，具有 吸收和积累硒的能力，能够提高
重金属富集植物
treatment scope，the mining ecotype could grow in soils supplied、Ⅳitll 2313．35 mg／kg， while the growth of non—mining ecotype Was restrained at Pb>一8 1．2mg／kg．nle lead content of shoot about mining ecotype increased、析tll the rise of soil lead content．In 200 mg／l(g treatment level，the ministry mining eeotype total lead content and accumulation of non—mining ecotype was 26．7 times．Tllis shows that the potential repairing of lead—contaminated of mining ecotype is higher than non·mining ecotype。 ’4．nle anatomical structure of mining ecotype of drtemisia sacrorum Ledeb．Vat． Messerschmidtiana had no obvious difference compared witll contrast．But the non-mining ecotype showed serious symptoms of lead poisoning．It showed that mining ecotype had a strong tolerance to Pb．Artemisia SaCrOTUN Ledeb． Va2"．
植物修复技术治理土壤重金属污染少花龙葵1
• 参考文献：
• 1.杨肖娥，龙新宪，倪吾中，等。东南景天（Sedum alf redii H）：一种新的锌超积累植物。科学通报，2002,47 （13）：1003~1006 • 2.陈同斌，韦朝阳，黄泽春，等。砷超富集植物蜈蚣草及 其对砷的富集特征。科学通报，2002,47（3）：207~201 • 3.苏德纯, 黄焕忠. 油菜作为超积累植物修复镉污染土壤 的潜 力[J ] . 中国环境科学, 2002 , 22 ( 1) :48～51.
谢谢！
中国重金属污染现状
每年受重金属污染的粮食达1200万吨，直接经济损失 超过200亿元，等于4000多万人一年的口粮。资料还显示 ，广东、广西、湖南等地矿区都存在大量废弃有毒重金属 ，导致矿区附近农作物重金属含量超过国家标准的几百倍 。 湖南全长856公里的湘江由于受到工业废水污染，河水 中的砷、镉、铅等剧毒重金属元素的总量占全省排放总量 90%以上。另外，重金属不仅对农田、江河造成污染，近 年来我国发生多起血铅超标事件表明重金属污染正在对我 国居民健康造成损害，我国重金属污染事件处于高发态势 。
实验设计 2.污染区植物采样试验 • • 选择两个污染区，一个是广东韶关大宝 山矿区，采集矿区中Cd污染区内生长的龙 葵植株；第二个区域是沈阳张士灌污区， 采集在含Cd严重超标的污水灌溉条件下生 长的龙葵植株。
实验设计 3.样品处理与数据统计
实验过程中收集的材料为植物根、茎、叶、籽实4部 分。并对其进行称重，清洗，干燥，粉碎，最后测定其中 的Cd含量（单位mg/kg）。同时测定实验结束时的盆栽土 壤Cd含量。过程中随时记录必要数据。 • 1、分析龙葵地上部分生物量随盆栽土壤Cd含量的变化曲 线，确定龙葵是否符合超级累植物耐受性的特征（在土壤 浓度小于25 mg/kg时生物量无明显变化）。 • 2、通过测定龙葵各部位的Cd含量确定在土壤Cd浓度大于 等于25 mg/kg时，龙葵植物体内的Cd含量是否大于100 mg/kg这一超富集植物Cd含量临界值。 • 3、分析龙葵的叶与茎是否为Cd积累的主要集中部位，超 富集植物的标准之一就是茎和叶为植物的超富集积累部位。 •
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。
8种木本植物对矿渣中重金属的吸收与富集研究_张富运
51． 19 83． 12
0. 41 7． 79
3． 40 6． 29
由此可见，重金属主要积累在植物根部，无论地 上部还是根部，Pb、Zn、Cu、Cd 的浓度均未达到超富 集植物所规定的临界含量值［6］，且不同种类的植物 对不同的重金属元素的吸收和积累存在较大差异， 同一种植物不同组织对不同的重金属元素也存在一 定差异。 2． 2 植物的富集系数和转移系数
南天竺
地上部 根
83． 10 245． 85
46. 04 265． 67
2． 43 13． 58
0. 59 24． 16
十大功劳
地上部 根
158． 70 185． 71
57． 24 231． 37
5． 98 10. 45
2． 49 12． 46
黧蒴栲
地上部 根
184． 46 244． 11
69． 99 77． 23
·168·
1． 1 材料 以从湖南省资兴市带回的铅锌尾矿渣为对象，
在我们前期研究基础上［4 － 5］，对矿渣进行了不同梯 度改良处理并进行盆栽试验，生长期一年，本研究选 取了其中植物种类齐全长势较好的一组进行组内比 较，种植植物前该组矿渣中 4 种重金属含量见表 1。 供试植物见表 2。
第 39 卷第 3 期 2014 年 3 月
结果表明，植物富集系数与转移系数间有较大 差异，植物是选择性的富集和转移 4 种重金属的，不 同重金属在同种植物体内的不同部位的富集和迁移 特征不同，两者间存在着一定的差异，而同种重金属 元素在不同种类的植物体内也表现出了不同的富集 能力和转运能力。
3 讨论
研究结果显示，植物根系能积累更多的重金属， 未来的研究中根系发达的植物可考虑作为修复植物 筛选对象。植物修复技术包括重复的收获修复植物 的地上部分，直到土壤中重金属浓度达到一个可接 受的水平，修复植物在未得到合理收获和处理的情 况下，可能 会 形 成 二 次 污 染，在 提 倡 绿 色 技 术 的 今 天，植物修 复 过 程 中 的 二 次 污 染 问 题 值 得 高 度 重 视［7］。研究选取的 8 种植物为多年生植物，不同的
重金属富集植物
鉴于此，本研究以白音诺尔铅锌矿区自然植物为研究对象，探讨植物重金属富 集机制，并进行适应性物种筛选试验，从中筛选出抗性较强，适应当地生境的优良 品种：以期为铅锌矿山及其它类地区的生态恢复与植被重建提供种质材料与一定的 理论基础。 1．2国内外研究进展 1．2．1 重金属对植物细胞结构的影响 重金属破坏植物细胞超微结构ll】，魏海英12】研究发现，经过Cd，Pb胁迫7天后， 大羽醉叶绿体的外膜破裂甚至完全消失：有的高浓度培养中叶绿体完全解体；线粒 体外膜断裂或消失；细胞核遭到破坏，染色质凝聚，核质解体；在Cd浓度为100mg／kg 时内质网断裂呈片段状同时在Pb的培养液中出现大量黑色颗粒。徐勤松等13，4】发现 Cd、Cr对水花生叶片超微结构的损伤作用表现为叶绿体解体；线粒体峭突膨胀和 空泡化；细胞核变形，染色质凝集和核质解体，核膜破裂。李荣春等15一】对Cd、Pb 及其复合污染对烤烟叶片细胞亚显微结构的影响进行了研究，发现Cd损伤诱变烟 叶叶肉细胞的亚显微结构，具体表现为叶绿体类囊体肿胀或解体，基粒片层紊乱甚 至消失，类囊体空泡化；细胞核出现明显变形，较严重者则表现出核中央出现较大 的空泡，核膜解体，线粒体空泡化。叶绿体含量不断下降，最终导致死亡。 1．2．2植物重金属耐性机理 植物耐性是指植物体内具有的某些特定生理机制，使其能生存于高浓度的重金 属环境中而不被伤害。一般认为，耐性具备金属排斥和金属积累两条基本途径。 2 白音诺尔铅锌矿铅超富集植物筛选及其耐性研究 金属排斥性是指植物将重金属吸收后排出体外，或阻碍重金属在植物体内的运 输。从生物体内将重金属排除，是一种很好的解毒方式，这已在许多试验中得到证 实。Niest7．8】对不同耐性植物的金属离子吸收与代谢关系进行了研究，得出植物原 生质膜能主动排出金属离子。植物还可以通过脱落老叶的方式把体内重金属离子排 出[91。大量的研究认为，有些植物可以将重金属离子大量积累在根部积，减少重金 属离子向地上部分运输，使地上部分免遭伤害，提高了植物的耐性。例如玉米处于 1000 mg／kg铅处理环境，其根部铅含量可高达1043 mg&g，而地上部分为68．8 me．／ k一10J。Salt等⋯J报道，重金属胁迫条件下，Indian mustard的根部重金属含量要明显 高于地上部分。也有相关试验结果表明【l 2。，当铅浓度达到400p．g／g时，A．marina根 部可以将铅排出体外，这一过程发生在根的表皮层细胞。 金属积累包括以下几个途径：①与细胞壁结合，植物细胞壁是重金属离子进入 植物体的第一屏障，它能沉淀部分重金属，阻止重金属离子进入细胞原生质，使细 胞原生质内的其他细胞器免受伤害。彭鸣等【13】在电子显微镜下观测到，细胞壁对重 金属有沉淀作用。NishizonotHll987年发现，Athyrium yokoscens．的细胞壁中积累有 大量锌(Zn)、铜(Cu)和镉(cot)，含量可达整个细胞总量的70．90％。 ②隔离并贮存在特殊器官中。重金属可以被一些超富集植物贮存在叶片表皮毛 等不影响其正常生长发育的器官中，这样可以避免重金属离子对其叶肉细胞造成直 接伤害Il习。Salt[16】通过Cd处理芥菜(Brassicajuncea)后发现，其叶片表皮毛中Cd含 量是叶片组织高53倍。 1．2．3重金属污染的植物修复技术 关于土地的治理，目前有客土法、石灰改良法、化学淋洗法等【I 71。以上方法在 改良和治理污染土壤方面均有明显效果，然而，实际应用也存在某些局限，如淋洗 法造成营养元素的淋失；客土法费用较高，适用面积很小；沉淀法虽然可以降低土 壤溶液中重金属离子的溶解度，却会导致土壤某些营养元素沉淀，从而降低土壤肥
重金属超积累植物定义_解释说明以及概述
重金属超积累植物定义解释说明以及概述1. 引言1.1 概述重金属超积累植物是指具有高浓度吸收和富集土壤中重金属元素的植物。
通过其特殊的生理和分子机制，这些植物能够在含有较高重金属浓度的土壤中存活并大量吸收重金属元素，从而实现对环境中重金属污染物质的修复和减少。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行探讨。
首先，在引言部分，我们将对重金属超积累植物进行定义、解释说明以及概述。
然后，在第二部分，我们将详细介绍重金属超积累植物的基本概念、分类标准以及与环境污染之间的关系。
接着，在第三部分，我们将深入研究重金属超积累植物的特征和机制，并探讨其与土壤的相互作用。
在第四部分，我们将分析重金属超积累植物在环境修复中的应用案例，并展望其未来发展方向与应用前景。
最后，在结论部分，我们将总结重要观点，并探讨重金属超积累植物研究的意义、启示以及未来的研究方向建议。
1.3 目的本文的目的是全面阐述和解释重金属超积累植物的定义、特征、机制以及在环境修复中的应用。
通过深入研究重金属超积累植物，我们旨在增加对这一领域知识的理解，并为环境修复提供新的思路和方法。
此外，本文也希望能够引起读者对于重金属污染问题关注，并为未来相关研究提供有益信息与启示。
2. 重金属超积累植物定义2.1 重金属超积累植物的基本概念重金属超积累植物是指可以在其组织中富集和累积异常高水平的重金属元素而不受毒性影响的植物。
相比于普通植物，重金属超积累植物能够耐受并吸收土壤中较高浓度的重金属污染物质，从而使其在环境修复和污染检测领域具有广泛应用前景。
2.2 重金属超积累植物的分类标准根据实际观察和研究，科学家们将重金属超积累植物分为三类：1) 超级富集型(excluder)，这类植物一般能够吸收大量土壤中的重金属，并将其富集在根部；2) 超级转运型(hyperaccumulator)，这类植物除了吸收大量土壤中的重金属外，还能将其富集到地上部位达到显著水平；3) 约化型(pseudo-accumulator)，这类植物具有一定程度上的重金属富集能力，但不如超级转运型植物显著。
土壤修复常用富集重金属的植物介绍
土壤修复常用富集重金属的植物介绍与普通植物相比，学术界认为，超富集植物一般应具备4个基本特征：首先，临界含量特征，即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准，如锌、锰为10 000毫克/千克；铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克；镉为100毫克/千克；金为1毫克/千克。
其次，转移特征，即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。
第三，耐性特征，即植物对重金属具有较强的耐性。
其中对于人为控制试验条件下的植物来说，是指试验中与对照相比，植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。
对于在自然污染状态下生长的植物来说，是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。
第四，富集系数特征，即植物地上部富集系数（定义：指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值）大于1。
一般来讲，植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高。
世界上已发现超富集或具有超富集性质的植物多达几百种，涉及十字花科、凤尾蕨科、菊科、景天科、商陆科、堇菜科、禾本科、豆科、大戟科等。
在我国，科研人员已经发现了蜈蚣草、东南景天、龙葵、宝山堇菜、商陆、圆锥南芥、李氏禾等砷、锌、镉、锰、铅、铬等超富集植物，转移系数（translocation factor）是地上部元素的含量与地下部同种元素含量的比值，即：转运系数﹦地上部植物中元素含量／地下部植物中元素含量。
用来评价植物将重金属从地下向地上的运输和富集能力。
转移系数越大，则重金属从根系向地上器官转运能力越强。
滇白前调查，表明其地上部中含Zn、Pb 和Cd 平均为（11 043±3 537）、（1 546±1 044）和（391±196）mg·kg -1 ，富集系数（地上部和土壤金属质量分数之比）分别为0.35、0.08 和1.05，转运系数（地上部和根中金属质量分数之比）均超过1，均值分别为8.21、3.90 和8.36。
苎麻(Boehmeria nivea)在修复重金属污染土壤的应用
苎麻(Boehmeria nivea)在修复重金属污染土壤中的应用田耀武(中山大学生命科学学院广州 510275)摘要:总结了苎麻对重金属积累和耐性，分析了苎麻作为中度重金属污染农田修复材料的可行性，认为在综合的土壤处理和培管技术，在降低土壤重金属的生物毒性的同时，提高苎麻对污染环境的耐受性，就能实现较高经济效益和土壤修复的目的。
关键词：苎麻修复重金属土壤中图分类号:S157. 433 文献标识码:A 文章编号:The application of ramie(Boehmeria nivea) in remediation of polluted soil with heavy metalsTian YaowuSchool of Life Science, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275Abstract: The accumulation and tolerance of ramie to heavy metal were summarized, and the feasibility of using ramie to remove heavy metals from middle contaminated soil was analysed. Reducing the biotoxic of heavy metal and improving the tolerance of ramie to contaminated entironment, the view of the application and the development of ramie, which achieve not only better economic benefit but also the aim of soil remediation ,are pointed out.Key words: ramie remediation heavy metal soil苎麻(Boehmeria nivea L.)是荨麻科(Urticaxeae)苎麻属(Boehmeria Jacq)多年生宿根性草本。
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植物修复(phytoremediation)是重金属污染环境治理的重要手段之一。
狭义上的植物修复是指利用植物的功能去除大气、水体和土壤中的污染物，其主要其途径包括植物萃取(Phytoextraction)[1]、根际过滤(Rootfiltration)[2]、植物挥发环境的影响;二是去除土壤重金属，降低土壤重金属元素含量到生态安全的水平;三是在实现上述目标的前提下，进一步提高土地的利用价值。
在重金属尾矿库以及垃圾填埋场等废弃地治理中，通常按规定采用覆土、克土以及土壤改良等措施，这些措施的应用改善了植物生长介质的理化性质，降低了植物根际重金属毒性，从而扩大了植物种类选择的范围。
本研究的目的是总结近年来科学家在超积累植物、先锋植物和生态-经济型植物种类筛选应用方面的研究与实践工作，为发展植物修复技术提供基础信息。
1积累与超积累植物积累与超积累植物是指吸收积累重金属能力强的植物。
国内外对积累与超积累Baker、Zn达到茅和普通荞麦，但其转运系数分别为10.38和9，是文献报道中Pb元素转运系数最高的植物。
马蔺[14]的转移系数小于1，但其Pb的富集浓度约高于肾蕨，因此作为积累植物列在表1中。
(2)镉的超积累植物野外调查中发现壶瓶碎米荠[15]在镉重度污染区生长良好，其地上部分浓度峰值可达Cd超积累植物阈值的38倍，具有极强耐受Cd污染的能力。
其次是球果蔊菜[16]，其Cd的富集浓度和转移系数两项指标均达到国际参考值标准。
金边吊兰[17]和蜀葵[18]体内Cd的浓度高，但吸收的Cd主要积累在根部，转移系数较小。
在盆栽试验中发现龙葵和羽叶鬼针草在高Cd浓度环境下生长时，地上部Cd含量可超过100mg/kg，转移系数也大于1[19-20]。
文献报道的还有一些体内Cd浓度达到和超过的浓度部Zn2～9。
较多[25]，但达到超积累标准的种类较少。
表1中列出的富集浓度大于10000mg/kg、转运系数大于1的植物种类有，人参木、土荆芥[26]、杠板归[27]、短毛蓼[28]和福木[29]。
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重金属污染土壤是指土壤中含有大量的铅、镉、汞、砷等重金属元素，超过了国家或地方土壤环境质量标准的限制。
重金属污染土壤对农作物生长、环境和人类健康都带来了严重的影响。
为了修复重金属污染土壤，人们提出了多种植物修复技术。
植物修复技术是利用植物的生理和生态特性来修复土壤中的重金属污染。
这些植物被称为重金属超富集植物或重金属植物修复植物。
以下介绍了几种常见的植物修复技术：1. 蓖麻修复技术：蓖麻是一种能够耐受和富集镉的植物。
研究发现，种植蓖麻能够将土壤中的镉积累在根部，通过剪除蓖麻的地上部分，可以有效地将镉从土壤中移除。
2. 榆木修复技术：榆木是一种对镉、铅和锌等元素有很强富集能力的植物。
研究发现，种植榆木能够显著减少土壤中的镉、铅和锌的含量，提高土壤的质量。
3. 矮稗草修复技术：矮稗草是一种对砷和铅有很强富集能力的植物。
研究表明，种植矮稗草可以有效地减少土壤中的砷和铅的含量，降低重金属污染对农作物的影响。
除了以上介绍的几种常见的植物修复技术，还有其他一些技术如菊花修复技术、紫米修复技术等。
这些技术的实施方法有所不同，但都利用了植物的特殊性质来修复土壤中的重金属污染。
虽然植物修复技术在修复重金属污染土壤方面取得了一定的成果，但仍然存在一些挑战。
一些植物修复技术需要长时间的生长周期来达到修复效果，同时还需要对土壤和植物的生长环境进行合理管理。
一些植物对重金属的富集能力较弱，需要进一步改进和优化。
植物修复技术是修复重金属污染土壤的一种可行方法。
随着对植物特性及环境管理的进一步研究，相信这种技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
土壤重金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究
第1期
王松良等: 土壤重 金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究
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种方法不必把污染物质转移处理, 因此可节省大量治理费用, 且可实现废物资源化, 因此备受关注。
植物修复 通常包括植物 萃取作用( Phytoext ract ion) , 即植物对 重金属的吸收; 植物挥发 作用( Phytovolat ilization) , 即通过植物使土壤中的某些重金属( 如 H g2+ ) 转化为气态( 如 H g0) 而从土壤中挥发出去; 根际 滤除作用( Rhizof ilization) , 即 利用 植物 根孔 通过水 流移 出土 壤重 金属; 以 及植 物 钝化 作用 ( Phytost ab-i lizat ion) , 即利用植物将土壤重金属转变成无毒或毒性较低的形态[ 4] 。其中最有前景的是植物萃取作用, 即 狭义的植物修复[ 14] 。
植物种
P lant species
遏蓝菜属 Thlaspi calami nare 遏蓝菜属 Thlaspi goesi ngense 遏蓝菜属 Thlaspi caerulescens 碎米荠属 Car dami nopsis hal leri 东南景天 Sedu m alf red ii 遏蓝菜属 Thlaspi caerulescens 遏蓝菜属 Thlaspi goesi ngense 碎米荠属 Car dami nopsis hal leri 凤 眼 莲 Eichhornia crassipes 宝山堇菜 Vi ol a baoshanensis 叶下珠属 Phyll anthus serpentinus 庭荠菜属 Alyssu m 遏蓝菜属 Thlaspi caerulescens 香 蒲 属 Typha lat if oli a 遏蓝菜属 Thlaspi rotundif olium 黄 芪 属 A st ragalus race mosus 串珠藤属 Alyxi a r ubr icaul is 蜈 蚣 草 Pter is v i tt ata
耕地土壤重金属污染植物修复技术常用作物、可供选择的替代种植作物、种植结构调整作物
高富集植物
苍耳（Xanthium sibiricumPatrin ex Widd.）、三叶鬼针草（Bidens pilosaL.）、马蔺（Iris lacteaPall.var.chinensis(Fisch.)）、向日葵（Helianthus annuusL.）
超富集植物
夏至草（Lagopsis supina(Stephan.) Ik.-Gal. ex Knorr.）、印度芥菜（Brassica junceaL.)、中国芥菜（Brassica oleraceaL. var.acephala）、羽叶鬼针草（Bidens maximowiczianaOett）、土荆芥(Chenopodium ambrosioidesL.)、杨梅（Myrica rubra(Lour.) Sieb. et Zucc.）、圆锥南芥（Arabis paniculataFranch.）、凤眼莲（Eichhornia crassipes(Mart.)Solms）、苎麻（Boehmeria nivea(L.) Gaudich.）
附 录 A
植物修复技术常用作物见表A.1。
表A.1 植物修复技术常用作物
重金属元素
富集类型
植物名称
Cd
高富集植物
鱼腥草（Houttuynia cordataThunb.）、溪口花籽和朱苍花籽品种油菜（Brassica junceaL.）、紫茉莉（Mirabilis jalapaL.）、杨桃（Averrhoa carambolaL.）
Hg
高富集植物
悬钩子（RubusL.）、野蒿(Artemisia argyiH.)、乳浆大戟（Euphorbia esulaL.）
超富集植物
/
附 录 B
可供选择的替代种植作物见表B.1。
艾蒿修复重金属镉污染土壤的效果探析
艾蒿修复重金属镉污染土壤的效果探析（1）镉吸收能力高艾蒿具有很好的重金属吸收能力，其中在修复镉污染土壤方面表现突出。
据实验研究，艾蒿的镉吸收能力可高达8~10 mg/kg（鲁吉，2007年）。
值得一提的是，艾蒿对镉的吸收能力并不会随着镉的浓度变化而降低，在镉污染较严重的土壤中，仍能够有效地吸收镉元素。
（2）艾蒿根系深度大艾蒿根系深度大，可以深入土壤中达到50~60 cm，因此能够吸收土壤底层的镉元素，与此同时，艾蒿的根系具有分泌物质，能够促进土壤中的微生物的生长，降低土壤中的可溶态镉的浓度，从而减轻土壤对艾蒿的毒性。
（3）增加土壤中有机质含量艾蒿具有很强的生长能力，其生长过程中会释放很多有机物质，如腐殖酸、有机酸、生长素等，从而改善了土壤的物理性质和化学性质，在有机物质的作用下，土壤中的湿度和通气性都有所提高。
同时，有机物质也能够和镉元素形成稳定的络合物，使得土壤中的可溶态镉元素浓度降低。
（4）减少镉元素的转移艾蒿具有很好的镉吸收能力，吸收过的镉元素主要积累在其根系和地上部，而不会随着植物死亡而被转移至土壤其他部位。
此外，艾蒿的枯死茎叶也能够降解释放出有机物质，降低土壤中的可溶态镉元素浓度。
艾蒿的修复机理主要有以下几个方面：（1）离子交换通过艾蒿的根系和土壤之间的离子交换作用，将镉和其他离子分离开来，从而减少了土壤的可溶态镉元素浓度。
（2）生物浸染艾蒿根系分泌物质能够促进土壤中微生物的生长，微生物在生长过程中能够吸收土壤中的可溶态镉元素，从而减少了土壤中的镉元素浓度。
（3）植物吸收艾蒿具有很强的吸收能力，其根系和地上部均能够有效吸收镉元素，特别是根系深度大，可以深入土壤中吸收底层的镉元素。
（4）有机物质作用艾蒿在生长过程中会释放很多有机物质，这些有机物质能够和镉元素形成复合物，稳定了土壤中的释放态镉元素，降低了土壤的可溶态镉元素浓度。
结语总之，艾蒿是一种很有潜力的生态修复植物，其在重金属污染土壤治理方面有很好的表现。
五种具有土壤修复功能的植物
五种具有土壤修复功能的植物科学研究发现，重金属和矿物油是呢土壤造成污染对伤害的最重要四个物质，如果我们不进行土地的保护，我们人类自古以来赖以生存的土地有靠着可能会变成废土，将并不一定适合人类居住，也物质不用提供我们人类生存所需的物质。
科学家们一直在寻找一些能修复土壤的真菌，现在已经有了一些振奋人心的成绩。
下面是5中可以修复土壤的植物介绍。
1.印度芥菜正如国际期刊《分子科学》发表的一样，电子音乐不仅影响工业区，还会污染土地，影响人们的身体健康。
十字花科物种对聚集特定的金属很有效，同时过程中还会产生大量的化学能，而印度芥菜居于首位。
它比其他物种能去掉3倍多的镉，减少28%的铅，硒的减少量高达48%，而且在对抗锌、汞和铜上也很有效。
但我们不发觉的是在80年代，人们利用印度芥菜从切尔诺贝利中移除了反射性的Cs137（用于乌克兰切尔诺贝利放射污染土壤的植物修复）。
2.柳树喜水植物美化景观，但不应该只局限于它们的外表。
它们同样机能具有苔藓修复的功能：它们的根部功能强大，比印度芥菜聚集重金属的群聚水平相对较低，而且也能处理镉、镍和硒，在像柴油污染重油区域这样的重金属里存活。
你可能会记得安特卫普的Westergasfabriek花园，通过水池和水植物园展示了柳树的休闲性和修复特性。
3.杨树杨树对土壤和地下水的有利影响了广泛地研究。
它们的秘密在于根部电脑系统，能占有大量的水。
国际机构根据国家环境健康科学专业机构的研究，氯化溶剂如三氯乙烯或是致癌的四氯化碳都是有机污染物，但杂交杨树能很好地化解。
更重要的是，加拿大生物修缮方法数据库——PhytoPet（水生和陆生系统生态系统的生物修复功能）标记杨树能降解石油烃，如苯、甲苯和邻二甲苯。
4.印度草在研究中看到了美国中西部本土植物怎样其周围的土壤和地下水受益的情况。
许多人能够发现印度草一直沿着生长，忽视了低阶其降解普通农化学品残余物的能力，如杀虫剂和除草剂。
印度草是PhytoPet划分的9个禾本家庭成员之一，用来修复石油烃。
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与普通植物相比，学术界认为，超富集植物一般应具备4个基本特征：首先，临界含量特征，即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准，如锌、锰为10 000毫克/千克；铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克；镉为100毫克/千克；金为1毫克/千克。
其次，转移特征，即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。
第三，耐性特征，即植物对重金属具有较强的耐性。
其中对于人为控制试验条件下的植物来说，是指试验中与对照相比，植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。
对于在自然污染状态下生长的植物来说，是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。
第四，富集系数特征，即植物地上部富集系数（定义：指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值）大于1。
一般来讲，植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高。
世界上已发现超富集或具有超富集性质的植物多达几百种，涉及十字花科、凤尾蕨科、菊科、景天科、商陆科、堇菜科、禾本科、豆科、大戟科等。
在我国，科研人员已经发现了蜈蚣草、东南景天、龙葵、宝山堇菜、商陆、圆锥南芥、李氏禾等砷、锌、镉、锰、铅、铬等超富集植物，转移系数（translocation factor）是地上部元素的含量与地下部同种元素含量的比值，即：转运系数﹦地上部植物中元素含量／地下部植物中元素含量。
用来评价植物将重金属从地下向地上的运输和富集能力。
转移系数越大，则重金属从根系向地上器官转运能力越强。
滇白前调查，表明其地上部中含Zn、Pb 和Cd 平均为（11 043±3 537）、（1 546±1 044）和（391±196）mg·kg -1 ，富集系数（地上部和土壤金属质量分数之比）分别为0.35、0.08 和1.05，转运系数（地上部和根中金属质量分数之比）均超过1，均值分别为8.21、3.90 和8.36。
野外调查数据表明，滇白前是一种Pb/Zn/Cd 共超富集植物。
滇白前对Zn、Pb 富集系数小于1，主要是由于其对应土壤中Zn、Pb 质量分数太高（平均分别为（45 778±32 819）、（22 512±13 613）mg·kg -1 ）所致。
李氏禾李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)是中国境内发现的第一种铬超富集植物.通过水培实验,评价了李氏禾对水中Cr、Cu、Ni的去除潜力.结果表明,李氏禾能够有效去除水体中的Cr、Cu、Ni污染物,重金属初始浓度分别为10和20 mg·L-1的营养液,10 d后Cr浓度降低到原子吸收分光光度法检出限以下,10 d后Cu浓度降低到1.02 mg·L-1和1.25 mg·L-1,20 d后Ni浓度降低到1.10和2.14mg·L-1.收获的植物根、茎、叶中重金属含量均较高,根中重金属含量显著高于茎、叶.单株生物量的比较结果表明,含Cr培养液中生长的李氏禾生物量与对照相比无显著减少(P>0.05),含Cu、Ni营养液中生长的李氏禾生物量均显著低于对照(P<0.05),表明李氏禾对Cr的耐性强于Cu和Ni.李氏禾适宜于湿生环境中生长,能对多种重金属产生大量富集,对Cr、Cu、Ni等重金属污染水体的修复表现出较强的潜力.宝山堇菜通过野外调查和温室试验,发现并证实宝山堇菜(Viola baoshanensis)是一种Cd 超富集植物.自然条件下,宝山堇菜地上部Cd平均含量为1168 mg/kg,变化范围为465～2310 mg/kg;地下部Cd平均含量为981 mg/kg,变化范围为233～1846 mg/kg.地上与地下部Cd含量比值变化范围0.41～2.22,平均为1.32.Cd生物富集系数变化范围为0.7～5.2,平均为2.38.营养液培养试验研究表明,宝山堇菜地上部Cd含量随生长介质中Cd浓度的增加而呈线性增加.营养液Cd浓度为50 mg/L时,地上部Cd平均含量达到4825 mg/kg,在Cd浓度为30 mg/L时,生物量达到最大值;地上与地下部Cd含量的比值变化范围为1.14～2.22,平均为1.67,显示宝山堇菜不仅可以超量吸收Cd,而且可以从地下向地上部有效输送.宝山堇菜的发现将为Cd超富集植物的生理、生化、遗传和进化及其在Cd污染土壤修复方面的研究提供新的重要材料.圆锥南芥随着Cd添加浓度的增加,圆锥南芥的生物量、叶片数、直径长以及Cd含量均呈增加趋势.Cd 添加浓度为240mg kg-1时,生物量增加了137%,叶片数增加了1.02倍,直径较对照增加了130%,叶片中Cd含量达到451mg kg-1.NO3--N和NH4+-N呈先降低后升高的变化趋势,在Cd 浓度为240mg kg-1时,达最大值东南景天形态特征多年生草本；茎基部横卧，着地生根；花茎高１０－２０厘米，有分枝；叶互生，下部叶常脱落，条状楔形、匙形至匙状倒卵形，长１.２－３厘米，顶端钝，有时微缺，基部狭楔形，有距；蝎尾状聚伞花序花多，苞片似叶而小；花无梗，直径１厘米；萼片条状匙形，不等长，基部有距；花瓣黄山；鳞片５，匙状正方形，长１－２毫米，顶端钝截形；心皮５，卵状披针形，直立，基部合生；骨突果斜叉开。
环境作用东南景天是近年在浙江衢州、湖南郴州古老的铅锌矿区发现的一种锌、镉、铅超积累植物，能将镉、锌、铅等较多地吸收到植株的地上部，有效减轻土壤重金属污染。
东南景天不仅对土壤过量的锌、镉、铅具有强忍耐能力和超积累特性，并具有多年生、无性繁殖、生物量较大及适于刈割的特点。
同时，它适应性强，耐瘠薄、干旱及强光等恶劣生境，观赏性强，是实施植物修复与生态绿化的优良植物。
以下列举了一些常见的可作修复重金属元素污染的超富集植物。
这种植物具有很强的超富集能力，其叶片含碘量可达千分之八，能够抵受含碘量为3%的受污染环境。
它的富集能力随着生长发育不断增强，超富集特性还可以遗传给下一代。
在我国南方的湖南、广西等地大面积存在，其生长旺盛，个体高大。
紫茬苜蓿对铅有很强的富集能力，其根、茎、叶的富集能力依次为根〉茎〉叶，紫茬苜蓿的生物量很高，可大面积种植。
芥（gai）菜不仅可吸收铅，也可吸收并积累铬、镉、镍、锌和铜等重金属元素，春天时在野外大面积生长，是一种野生植物。
凤眼莲素称水葫芦，是一种浮生植物，每公顷凤眼莲 1 天可从污水中吸收银1。
25 千克，吸收金、铅、镍、镉、汞等有毒金属2。
175 千克。
除了以上这些植物，一些其它的水生和沼生植物如水浮莲、水风信子、菱角、芦苇和蒲草等都能从污水中吸收金、银、汞等多种总金属元素。
地榆达到对Cd、Cu具有超富集能力，其富集系数分别为1.78和1.06；苦荬菜对Cd、Zn的富集系数分别为2.76和1.37；白花败酱对Cd和Pb的富集系数分别为1.18和1.13。
种群爆发种群爆发（Population outbreaks ），是指动物密度比平常显著增加的现象。
合适的气候条件和食物条件、天敌控制的解除、种群内部机制等常为爆发的原因。
多种农作物害虫、森林害虫都具有突然爆发的特征，一旦发生，如果控制措施跟不上就会形成严重虫灾。
像红蜘蛛、蝗虫、松毛虫等都可能经过相当时间低密度期以后，在某一特别有利的时间突然大爆发，造成大面积虫害。
大面积单一种植易于引起虫害大爆发。
农药的滥用造成天敌减少以后也容易引起害虫大爆发。
植物也有形成严重危害的例如,贯叶金丝桃,多年生有毒杂草,欧亚大陆.1904年被带入美国加洲北部,到1944年,扩展到80万公顷.1967年,新疆北部农区小家鼠种群大发生,波及3个专区10多个县,粮食损失达1.5亿kg.小家鼠有特别强大的生殖潜能，但其潜能的发挥受到其自身种群密度和多种环境因素的制约。
种群密度的改变可导致个体极显著的生理变化和行为改变，在高密度的种群中，观察到肾上腺皮质增生，幼体胸腺萎缩和雌雄个体生殖腺的萎缩，表现出繁殖受到强烈的抑制。
加上气候、农业收成和疾病的影响，使得小家鼠种群动态十分复杂多变。
在个别年份，其数量可猛增千倍左右。
如新疆天山北麓于1967年，伊犁谷地于1970年，都曾发生过小家鼠的大暴发，造成极大的危害。
小家鼠数量的年间变化幅度也很大，并无一定周期，但并非没有规律。
如在高数量年后，一般紧接着一个或几个低数量年，而且前一年数量越高，随后的数量越低，影响越久。
根据其数量水平和危害特点，可将小家鼠的数量分为大暴发年、小暴发年、中暴发年和低数量年。
.（1）数量高各主要栖息地捕获率均超过50%。
由于夹日法的固有缺点，不能反映高密度种群的数量，所以其实际密度更高。
（2）发生早，持续期长，消退急骤两大暴发年5月份鼠密度很高，6～10月份成群危害，到下第一场雪时则突然消失。
（3）行为改变集结流窜，白天也活动，无所不食。
（4）危害烈，破坏力特强可以成片毁灭庄稼，咬毁室内各种物品，酿成地区性特大灾害。
（5）鼠个体趋小，抗逆性变弱数量中常年份小家鼠平均体重17.2g，每千克58只，大暴发年平均体重不足14g，每千克72只。
中常年份雪后小家鼠仍很活跃，在野外也能保持相当数量，大暴发年的头场雪后鼠群骤逝，表明其耐寒性极弱。
（6）生理改变生殖腺萎缩，10月上旬即全部停止繁殖，雌成鼠无一怀孕。
（7）种群崩溃大暴发后次年种群数量必降至最低点，即种群“爆炸”以后出现“崩溃”现象。
1957年,索马里蝗灾,蝗虫约160亿只,总重5万吨. 2001-2002年,锡盟发生蝗灾,造成严重损失蝗虫属直翅目，昆虫纲、蝗科。
虫体一般绿色或黄褐色。
咀嚼式口器。
后足大，适于跳跃。
不完全变态，幼虫称为“蝻”，主要以禾本科植物为食。
蝗虫种类很多，世界上共有1万余种，我国有300余种，如飞蝗、稻蝗、竹蝗，意大利蝗、蔗蝗、棉蝗等。
蝗虫是农林业的主要害虫。
人类很早就注意到严重的蝗灾往往和严重旱灾相伴而生。
我国古书上就有“旱极而蝗”的记载。
近几年来非洲几次大蝗灾也都与当地的严重干旱相联系。
造成这一现象的主要原因是，蝗虫是一种喜欢温暖干燥的昆虫，干旱的环境对它们繁殖、生长发育和存活有许多益处。
因为蝗虫将卵产在土壤中，土壤比较坚实，含水量在10%～20%时最适合它们产卵。
干旱使蝗虫大量繁殖，迅速生长，酿成灾害的缘由有两方面。
一方面，在干旱年份，由于水位下降，土壤变得比较坚实，含水量降低，且地面植被稀疏，蝗虫产卵数量大为增加，多的时候可达每平方米土中产卵4000～5000个卵块，每个卵块中有50～80粒卵，即每平方米有20万～40万粒卵。
同时，在干旱年份，河、湖水面缩小，低洼地裸露，也为蝗虫提供了更多适合产卵的场所。
另一方面，干旱环境生长的植物含水量较低，蝗虫以此为食，生长的较快，而且生殖力较高。
相反，多雨和阴湿环境对蝗虫的繁衍有许多不利影响。