重金属植物修复技术概述样本
植物对重金属污染的生物修复
植物对重金属污染的生物修复重金属污染是当前环境问题中一个严重的挑战。
重金属污染源广泛存在于工业排放、农药使用、废弃物处理等多个领域，对土壤和水体造成严重破坏，威胁到人类和生态系统的健康。
然而，大自然中存在一种独特的修复机制，就是植物对重金属的生物修复能力。
本文将探讨植物对重金属污染的生物修复机制、适用植物种类及其应用前景。
一、植物对重金属污染的生物修复机制植物对重金属污染的生物修复是指植物通过吸收、转运、抑制和转化等方式，将土壤或水体中的重金属元素转移到其根系、地上部分或内部物质中，进而将其毒性降低或转化为可形态排除的形态。
主要的生物修复机制包括以下几点：1. 吸收：植物通过其根系吸收土壤中的重金属元素，特别是根系毛细管的形成使得植物对水溶性重金属离子有更高的吸收能力。
2. 转运：吸收到的重金属元素会通过植物的血管系统从根部运输到地上部分，形成根-茎-叶的元素分布。
3. 抑制：植物通过增加细胞壁、分泌物质等方式抑制重金属元素进入细胞核，从而减少其在植物内的积累。
4. 转化：植物通过一系列酶的作用，将有害的重金属元素转化为无害的形态，如转化为难溶于水的物质或结合到有机物质上。
二、适用植物种类针对不同的重金属元素，不同的植物种类表现出不同的修复效果。
以下是一些常见的适用植物种类及其对应的重金属修复能力：1. 矿产型植物：对于含有高浓度金属元素的土壤，如铜、铅、锌等，一些矿产型植物如铜钱草、柳叶菜等具有较好的修复能力。
2. 能源型植物：对于含有放射性元素铀或油田污染的土壤，能源型植物如悬铃木、榆叶梅等适用于生物修复。
3. 资源型植物：对于重金属元素浓度较低的土壤，一些资源型植物如小麦、玉米等对铬、镉、汞等重金属的修复效果较好。
三、植物对重金属污染的应用前景植物对重金属污染的生物修复具有成本低、易操作、环境友好等特点，凭借其显著的优势和潜力，已逐渐应用于实际工程中。
以下是植物对重金属污染的应用前景：1. 植物修复技术可应用于土壤修复和水体净化工程，通过选择适宜的植物进行植被覆盖和水体处理，能够降低污染物浓度并改善生态环境。
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
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当前环境问题中的一个严重挑战，重金属的污染会对土壤生态系统和人类健康造成严重威胁。
在过去的几年里，人们对于重金属污染土壤的修复技术进行了广泛的研究，其中植物修复技术成为了一种备受关注的方法。
本文将对重金属污染土壤的植物修复技术进行探究，包括其原理、适用范围、实施方法等方面的信息。
一、植物修复技术的原理植物修复技术，又称为植物吸收技术，是指利用植物的特定代谢和生长特性来修复受到重金属污染的土壤。
植物通过根系吸收土壤中的重金属元素，将其转化为无害的形式，并将其储存在植物体内或者排泄到土壤中。
这一过程依赖于植物的生理机制，主要包括植物根系对重金属的吸收、转运和积累能力。
植物修复技术适用于大多数重金属污染土壤的修复，包括但不限于工业废弃地、矿区废弃地、农田土壤等。
在这些地方，重金属元素可能因为工业生产、采矿活动或者农业施肥等原因而超标，导致土壤受到污染。
通过植物修复技术，可以将这些受污染的土壤逐渐修复，使其逐渐恢复到可以支持植被生长和农作物种植的状态，实现土壤的治理和再利用。
植物修复技术在治理城市环境中的重金属污染也具有一定的应用前景。
在城市公园、道路两侧、居民小区等地方，可能存在着由于交通、工业排放等原因而导致的重金属污染。
通过种植耐重金属的植物，可以有效减少土壤中的重金属含量，改善周边环境质量，减少人们对重金属元素的暴露风险。
植物修复技术的实施方法主要包括植物种植、生长管理和收获处理等环节。
在进行植物修复技术时，需要选择出一些对重金属具有较强耐性和富集能力的植物品种。
这些植物会在土壤中吸收、积累重金属元素，降低土壤中的重金属含量。
这些植物还需要具有适应性强、生长快速等特点，以适应受污染土壤的生长条件。
在植物种植后，需要对其进行适当的管理和养护。
包括但不限于施肥、浇水、除草、防治虫害等措施，以保证植物生长健康、吸收积累重金属的效果。
当植物生长到一定阶段时，可以进行收获和处理。
植物修复重金属
4 植物累计重金属的影响因素
植物对重金属的累积效果与许多因素有关，主要有重金属浓度、Ph、电导率、营养物质状况、迁移速率(TF)，有的还与土壤中磷、铅等微量元素及生物活性有关。在用植物修复重金属污染土壤过程中，为了使植物有效地吸取并累积或稳定土壤中的重金属，应该适当地控制和调节可控因素，使修复效果达到最优。
植物重金属污染修复技术的成败和将来的发展完全取决于选取合适的植物，这种植物必须具有最理想和可开发的生长特性、生理特形态特性和农业应用的适应性。虽然利用植物修复技术对土壤污染的治理还存在一些不足，但从发展前景来看，其具有较高的研究和实用价值，特别适合发展中国家采用。随着各方面研究的深入，植物修复技术在环境保护和污染治理领域必将得到更加广泛的推广和应用。植物修复较之传统的物理、化学处理方式，有其独特的优点。首先，植物是以阳光为能源，节省人力物力，投资成本低，适合大规模的应用；其次，利用植物修复有利于土壤生态系统的保持，不会出现类似化学治理导致的土壤 pH 变化，或者土壤板结等二次污染；再次，植物修复有美学价值，对环境基本没有破坏作用，易被公众所接受。
总结为：（1）大多数超积累植物根系较浅，对于深层污染的修复有困难，生长缓慢，修复周期比其他物理、化学技术长；（2）植物物种和生长受到地理气候及地质条件的限制；（3）污染物会通过落叶重新回到土壤中去， 也有可能通过食物链为人或动物误食并重新返回土壤中。（4）经常只能积累某些元素，还未发现能积累所有关注元素的植物。
3植物修复污染土壤的研究进展
不同植物修复重金属污染土壤时所起的作用不同，同一种植物对不同的重金属累积量不同，同一植物的不同部位对同一种的重金属累积量也不同。重金属目前世界上已经发现的可超量积累Cd、Co、Cu、Pb、Ni、Se、Mn、As和Zn等的植物约500种，广泛分布于植物界的45个科。在对Cd、Zn、Cu、As等重金属超积累植物的鉴定方面，以我国的研究最多。
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随着工业的快速发展，重金属污染成为了全球环境面临的重要挑战之一。
重金属污染土壤对生态系统、食品安全以及公共健康等方面都会造成不良影响。
传统的土壤修复技术成本较高且效果有限，为解决这一问题，植物修复技术在近些年逐渐被引入研究领域。
本文将从植物修复技术的概念、工作原理以及具体应用实例三方面对其进行探究。
一、植物修复技术的概念植物修复技术（Phytoremediation）是指利用植物的生长代谢、生物化学反应和根部分泌的物质等，将污染土壤中的有害物质转移、吸附、沉积、分解或蓄积在植物体内，最终达到净化土壤的目的。
植物修复技术具有效益高、成本低、不二次污染等优点，被广泛应用于重金属污染土壤的修复中。
植物修复技术的工作原理主要包含三个方面：1. 吸收和蓄积有害物质植物的根系有着广泛的分布面积和吸收能力，能够将土壤中的重金属离子吸收入根内以及从根周围土壤中吸附；同时植物的体内也能蓄积吸收的有害物质，起到减轻土壤中毒性的作用。
2. 降解和转化有害物质植物还可以通过代谢活动、根霉菌等微生物合作等方式将污染物分解为无毒或低毒性的物质，从而达到净化土壤的目的。
3. 合作和促进微生物活动植物根系分泌出的有机物质、酶类和氧气等能有效促进土壤中微生物活动，从而发挥重金属污染土壤修复的协同作用。
1. 绿麦草（Phragmites australis）绿麦草是重金属污染土壤修复中最常用的植物之一。
其深根系统能够在土壤深层吸收沉积的重金属物质，减轻了重金属对植物的毒性，并能将吸收的有害物质积聚在体内，起到净化土壤的效果。
2. 一年生植物——空心莲子草（Echinochloa crus-galli）空心莲子草是一种一年生植物，具有生长迅速和强烈的适应性。
其在短时间内可以将土壤中的有害物质转移入体内并吸收，在生长季节结束时实现修复目标。
3. 乔木植物——油橄榄（Olea europaea）油橄榄具有极强的抗逆性，能够在重金属污染的环境下生长，并在体内蓄积有害物质。
土壤重金属污染与植物修复技术综述
土壤重金属污染与植物修复技术综述摘要：土壤是人类赖以生存的最主要资源之一，但随着我国工业和农业生产的不断发展，越来越多的污染物通过城市废水和工业废水灌溉农作物、农药和肥料的使用进入到土壤之中，进而累积到农作物中通过食物链危害动物和人类的健康。
本文对土壤重金属污染的来源、特点等进行了简要的介绍和分析。
阐述了植物修复的基本概念、主要作用方式．分析了植物修复技术的主要存在问题。
最后结合当今土壤污染的具体情况对今后的研究重点进行展望．提出了植物修复技术的发展趋势。
关键词：土壤重金属污染植物修复超富集植物展望前言：土壤是人类生态环境的重要组成部分，但是在矿产资源的大规模开采、冶炼，化肥、农药的不当使用以及各种人类生产等活动中，人们忽视了土壤的环境承载能力，造成土壤中重金属污染日趋严重。
其不仅造成农作物的产量和品质下降，也对人类的健康造成严重的危害。
2008年以来我国相继发生了贵州独山、广西河池等砷污染事件、陕西凤翔儿童血铅超标、湖南浏阳镉污染等多起事件。
因此目前有必要深入研究土壤重金属污染的来源、作用机理及其特点。
提出和找到最有效的土壤重金属污染修复技术。
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，具体包括固化、稳定、化学处理、土壤洗涤、电动修复、生物沥滤和植物修复等多种方法[1]。
本文将着重介绍植物修复技术在土壤污染治理中的应用及对其优缺点进行讨论。
1.重金属和土壤重金属污染来源1.1 重金属重金属是指把相对密度大于5.0的金属，在元素周期表中大约有60种[2]。
由于砷等元素在毒性和其他性质上与重金属类似，一般也列入重金属范畴。
某些重金属元素如铜、锌等是动植物代谢必需的微量元素，但当它们超过一定的阈值后就会有相当的毒性。
还有一些元素如Cd、Pb等，则被认为是动植物的非必需元素，由于它们能与氨基酸侧链上的s原子和N原子发生作用，具有很高的毒性[3]。
在环境污染方面所说的重金属则主要是指Hg、Cd、Cr、Pb、和类金属As等生物毒性显著的元素，其中以Hg的毒性最大，俗称为“五毒”元素。
土壤重金属污染的植物修复技术 PPT
重金属植物修复技术
植物积累重金属污染物的环境因素作用机理 • Eh（氧化还原电位）
重金属在不同的氧化还原状态下，有不同的形态且可互相转化。 例如，在还原条件下，有机结合态 Cd 最稳定，但在氧化条件下，有机结合 态镉则被转化为生物可利用的水溶态、可交换态或溶解络合态而释放到水 体中，并随 Eh 增大，其释放量增多。
重金属植物修复技术
植物与重金属污染物作用机理 植物挥发
植物的挥发与植物吸收 是相连的。它是利用植 物的吸取、积累、挥发 而减少土壤污染物，即 植物 吸收 植物体内 Hg(Ⅱ) 厌氧菌
以汞的 去除为 例： 甲基汞(MeHg 植物 吸收
Hg(Ⅱ)
利用一些植物来促进重
金属转变为可挥发的形 态，并将之挥发出土壤 或植物表面。目前这方 面研究最多的是类金属 元素 Hg 和非金属元素 Se。
水科植物浮萍和水葫芦
可有效吸收清除水体中 的Cd，Cu和As等重金 属。
重金属植物修复技术
植物积累重金属污染物的环境因素作用机理
从环境条件的角度看，污染物的可修复性并不是污染物本身固有的，而是环境 状态表现的结果改变了环境状态，本来难以修复的污染物可能变得易修复了。
影响植物修复的因素
PH 值
Eh（氧化还原电位）
重金属植物修复技术 术
土壤重金属污染植物修复技术
植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染的理论
为基础，利用植物及其共存微生物体系消除环境中的污染物的一 门环境污染治理技术。
与传统修复方法相比，该技术成本低、过程简单，且环境友好。 植物修复一般针对污染环境的重金属。
技术研究发展历程简述
a. 50-70年代开始植物修复技术理论研究 这一阶段的研究工作使人们初步认识了植物忍耐重金属的机理， 提出了回避机制、排除机制、细胞壁作用机制、重金属进入细胞质机
《植物修复重金属》课件
2
离子交换作用
植物根系和养分交换体系可以将根际离子和土壤中的离子进行交换，促进重金属的转移与转 化。
3
沉淀作用
植物代谢产物可以与重金属形成沉淀，进而稳定重金属。
适用植物种类
铜
拟南芥、小麦草、大豆等可以有效修复土壤中的铜污染。
铅
紫花苜蓿、小麦草、柳树等可以有效修复土壤中的铅污染。
镉
拟南芥是修复土壤中镉污染的良好选择。
植物修复未来发展
技术创新
应继续研究新型植物与修复技 术，以提高效率、降低成本。
应用推广
发扬优势、弥补不足，让植物 修复成为环境治理的重要手段。
可持续发展
通过植物修复，促进土地恢复 和环境可持续发展。
结论
植物修复重金属是一项有效的治理污染的技术，不仅具有技术与经济优势，同时也符合环保与可持续发展的理 念。期望植物修复技术能够得到更广泛的应用与推广。
植物修复重金属
重金属污染对环境和人类健康造成了极大的威胁。本PPT将介绍植物修复重金 属的机制、适用物种、案例及未来发展，希望为解决环境污染问题提供新思 路。
重金属污染的危害
1 健康影响
重金属会大量积累在人体内，导致免疫力下降、神经系统损伤等严重问题。
2 环境影响
重金属会影响土壤生态系统，破坏土壤结构，进而影响植被生长、甚至污染地下水。
植物修复的优势
成本低
相对于传统物理和化学方法， 植物修复所需成本更少，能够 达到更好的效果。
可持续
植物修复通过自然的生长和代 谢过程，不仅能解决污染，还 会对土壤生态环境产生积极影 响。
适应性强
植物修复可针对不同的重金属 污染情况和场所进行调整，适 应性非常强。
植物修复机制
植物修复总结概括
植物修复技术植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系消除环境中的污染物的一门环境污染治理技术。
与传统修复方法相比，该技术具有成本低、过程简单、环境友好等特点。
植物修复主要针对土壤或水体中的无机和有机污染物，这些污染物包括重金属（Cd、Cr(Ⅵ)、Pb、Co、Cu、Ni、Zn、As）、有机污染物、放射性元素（Sr、Ur、Cs）、硝酸盐，铵盐，磷酸盐。
目前植物修复一般针对污染环境中的重金属。
技术研究发展历程简述① 50-70年代开始植物修复技术理论研究这一阶段的研究工作使人们初步认识了植物忍耐重金属的机理，提出了回避机制、排除机制、细胞壁作用机制、重金属进入细胞质机制、重金属与各种有机酸结合机制、酶适应机制、渗透调节机制等。
这些“机制”的提出，使人们对植物忍耐重金属的机理有了一个较为全面的认识。
② 70 年代至 90 年代初对超积累植物的研究1977年Brooks[1]提出了超积累植物的概念，紧接着出现了利用超积累植物消除土壤重金属污染的萌芽。
随后，有关耐重金属植物与超积累植物的研究逐渐增多，植物修复作为一种安全、廉价的污染土壤的修复技术被提出，并成为研究和开发的热点。
③ 90 年代后，开始利用基因工程改造超累积植物20 世纪 90 年代至今，转基因技术在植物修复中的应用日益成熟，利用某些特定基因片段以增加某种植物的耐受性，应用领域不断拓展，并随着科学技术的不断发展，鉴别和分离出的基因种类不断增加，应用范围不断扩大，科技手段和技术水平不断提高，逐步形成了一套比较完善的理论和技术体系。
植物修复几种模式植物挥发：植物将挥发性污染物吸收到体内后再将其转化为气态物质，释放到大气中。
（二甲基硒转化为二甲基二硒）植物过滤：指污染物被植物根系吸收后通过体内代谢活动来过滤、降解污染物质的毒性。
（Cr6+ 转化为Cr3+）植物稳定：利用特定植物的根或植物的分泌物固定重金属，以降低其生物有效性。
重金属污染的生态修复技术研究
重金属污染的生态修复技术研究重金属污染是指土壤、水体和大气中富集了过多的重金属元素，超出环境容忍度的范围，对生态系统和人体健康产生不良影响的环境问题。
由于重金属元素的毒性较大且难以分解，因此重金属污染的生态修复技术研究至关重要。
本文将就重金属污染的生态修复技术进行深入探讨。
一、重金属的生态修复技术1.1 植物修复技术植物修复技术是一种利用植物的生物吸收、富集、转运、还原和稳定作用，将重金属从土壤或水体中转移到植物体内，并通过植物的生长和代谢过程从土壤或水体中减少重金属的方法。
常用的植物修复技术包括菊科植物、紫杉鸭跖草等植物的修复。
1.2 微生物修复技术微生物修复技术是通过利用微生物的作用，例如生物组织、吸附、还原或转化等机制，修复重金属污染的土壤、水体和大气。
常用的微生物修复技术包括微生物富集、微生物限制性分解等方法。
1.3 物理修复技术物理修复技术主要是利用物理或化学手段，使重金属污染的土壤、水体或大气得以分离和去除。
其中常用的物理修复技术包括物理分离、电动力场沉降、稳定化处理等方法。
1.4 化学修复技术化学修复技术是指通过添加化学药剂、调节土壤酸碱度和温度等方法，改变重金属元素与土壤颗粒之间的结合程度，减少重金属的有效性，降低重金属的毒性。
常用的化学修复技术包括钙质灭性等方法。
二、重金属的生态修复技术研究实例2.1 植物修复技术实例在某污染场地，研究人员选择了一种适应重金属环境的菊科植物作为修复植物，经过一段时间的种植和生长后，发现植物体内的重金属含量有所下降，表明植物修复技术在该场地具有一定的修复效果。
2.2 微生物修复技术实例在某污染水体中，研究人员选择适应重金属环境的微生物进行修复，通过微生物限制性分解等机制，逐渐降低了水体中重金属的含量，达到了一定的修复效果。
2.3 物理修复技术实例在某污染土壤中，研究人员通过物理分离和稳定化处理等方法，成功地将土壤中的重金属分离出来，并对其进行了合理的处理和利用，使土壤恢复了一定的生态功能。
【精品】植物修复技术
土壤重金属污染植物修复技术一：土壤的基本概念：土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层。
土壤不但为植物生长发育提供有力的机械支撑，而且为植物生长发育提供水、肥、气、热等肥力要素。
随着人口快速增长、工业生产规模不断扩大、城镇化的快速发展、农业生产大量施用化肥农药以及污水灌溉等，许多有害物质进入土壤系统，土壤重金属污染已成为全球面临的一个严重环境问题。
土壤重金属污染会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤一植物一人体”或“土壤一水一人体”间接被人体吸收，危害人体健康。
[1]二、重金属的概念重金属是在工业生产和生物学效应方面均具有重要意义的一大类元素，在化学概念上，还没有明确的的定义，但是目前还是有了广为接受的概念,那就是元素的密度大于6g/cm3，具有金属性质(延展性、导电性、稳定性、配位特性等，且原子数目大于20的元素)。
其中常见的重金属有镉、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡等。
重金属离子(如Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Ni2+和Co2+等)是植物代谢必需的微量元素，但如果它们过量则具有相当毒性。
环境污染方面所涉及的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等。
土壤一旦受到外界污染就相当难治理，通常具有以下几个特点:累积性；隐蔽性和滞后性；不可逆转性。
[2]三、我国重金属污染现状当前我国区域农业环境恶化与农产品重金属污染现象十分严重,特别是在一些经济发达地区。
据统计,1980年我国工业三废污染耕地面积267万hm2,1988年增加到667万hm2,1992年增加到1000万hm2[3]。
目前全国遭受不同程度污染的耕地面积已接近2000万hm2,约占耕地面积的1/5,每年因重金属污染导致的粮食经济损失至少200亿元。
据农业部环境监测系统调查表明,我国24个省(市)城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中,污染超标的大田农作物种植面积为61万hm2,占调查总面积的20%,其中重金属含量超标的农作物种植面积约占污染物超标农作物种植积的80%以上,尤其是铅、镉、汞、铜及其复合污染最为突出[4]。
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。
重金属超富集植物在植物修复技术中发挥着核心作用。
通过种植这些植物，可以有效地将土壤或水体中的重金属元素吸收并固定在植物体内，从而降低环境中重金属的含量。
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。
重金属污染土壤的植物修复
毒 热
水
限制因素
气 肥
环境修复原理与技术
分别按垃圾占混合基质0、25％、50％、75％、100％等 配置垃圾营养土、然后按土壤重的25％，垃圾重的50％ 加水(相当于田间持水量)。陈化7天后，测定速效氮、磷、 钾。以后每隔7天测定速效氮、磷、钾，考察垃圾土的养 分变化特征。结果表明，垃圾土的速效氮、磷、钾含量 随时间的变化与土壤小的速效氮、磷、钾随时间的变化 趋势基本一致，但其速效养分含量明显高于普通土壤。 因而具有较高的肥力，具有持续、稳定提供养分的能力， 可以保证植物生长的需要。
植物稳定技术
利用耐重金属植物降低土壤中有毒 金属的移动性，从而减少金属被淋 滤到地下水或通过空气扩散进一步 污染环境的可能性。
植物挥发技术 植物提取技术
利用植物的吸收、积累和挥发而减 少土壤中一些挥发性污染物。
利用重金属积累植物或超积累植物 从土壤中吸取一种或几种重金属， 并将其转移、储存到植物根部可收 割部分和植物地上枝条部分。
干涸型采矿场：可采用 交替循环修复法进行修 复，即在采矿场中堆积 一层垃圾，再堆积一层 泥土和碎石，交替进行 充填。一般垃圾层的厚 度可取2米左右；泥土、 碎石层的厚度可取30厘 米左右。
环境修复原理与技术
⑵有覆盖层的浅采矿场修复
有覆盖层的浅采矿场是指覆盖层比较厚，开采深 度在30米以下的露天采矿场。
无覆盖层的浅采矿 场是指覆盖很薄， 开采深度小于30米 的采矿场，如开采 石灰石、花岗岩等 的露天采矿场。
亚洲第一大露天石灰石矿
环境修复原理与技术
无覆盖层的 浅采矿场
水淹型采矿场：若其 中的水体与其他水系( 地表水或地下水)没有 连通，则可用一般充填 料充填进行修复。若其 中的水体与其他水系相 连通，为了保护其他水 系不受污染，则应对充 填料进行严格的选择。
重金属污染土壤的植物修复
印度芥菜在高浓度可溶性Pb营养液中培养一段 印度芥菜在高浓度可溶性 营养液中培养一段 时间后,茎中 含量达到1.5％； 茎中Pb含量达到 时间后 茎中 含量达到 ％； 印度芥菜还能吸收积累Cr、 、 、 印度芥菜还能吸收积累 、Cu、Zn、Cd 、Ni 等重金属． 等重金属．
东南景天(Sedum 东南景天 alfredii H)——由杨肖 由杨肖 娥等发现的第一种Zn 娥等发现的第一种 超富集植物。 超富集植物。地上部 含量达5000ppm. 的Zn含量达 含量达 富集系数达1.9以上 富集系数达 以上。
重金属污染土壤的 植物修复简述
1、土壤重金属的形态 、
按本身存在的形态：水溶态、有机质结合态、 按本身存在的形态：水溶态、有机质结合态、碳 酸盐结合态、 酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态以及包含于矿 氧化物结合态以及包含于矿 物晶格中的残渣态。 物晶格中的残渣态。
可利用性：可吸收态、交换态、难吸收态。 可利用性：可吸收态、交换态、难吸收态。
重金属的游离离子及螯合离子易被植物所吸收， 重金属的游离离子及螯合离子易被植物所吸收， 残渣态的难被植物吸收，交换态介于两者之间。 介于两者之间 残渣态的难被植物吸收，交换态介于两者之间。
1、植物修复几种模式 、
植物挥发： 植物将挥发性污染物吸收到体内后再将其转化为气态 植物挥发： 植物将挥发性污染物吸收到体内后再将其转化为气态
物质，释放到大气中。二甲基硒、 物质，释放到大气中。二甲基硒、二甲基二硒
植物过滤： 植物过滤： 指污染物被植物根系吸收后通过体内代谢活动来
过滤、降解污染物质的毒性。 过滤、降解污染物质的毒性。Cr6+ Cr3+
植物稳定： 利用特定植物的根或植物的分泌物固定重金，以降低其 植物稳定： 利用特定植物的根或植物的分泌物固定重金，
土壤重金属植物修复技术研究概述
土壤重金属植物修复技术研究概述摘要：我国土壤污染日益严重，随着经济建设的发展土壤污染面积也在不断扩大，全国约有1.5亿亩的耕地受到Cd、As等重金属元素的污染。
雨水淋溶作用使重金属元素向土壤渗透，植物根系吸收后，重金属元素进入食物链，危害动物、人类健康。
传统的物理化学方法修复土壤污染成本高、对环境影响大。
而植物修复技术效果明显、操作容易，是一种绿色的修复方式，为土壤重金属污染修复提供了一条重要的修复和治理途径，因此对其开展研究具有必要性、特殊性和紧迫性。
关键词：土壤，重金属污染，植物修复1 引言土壤，不仅仅保证着陆地生态系统内部的能量流动和物质循环，更是其重要组成结构。
当今社会的快速发展以及科技的大步向前，由此产生的污染物可以通过许多方式进入到土壤环境中。
这些污染物大肆破坏土壤的环境结构的同时，也严重地损害了土壤功能，最后可引发生态环境的恶化。
在这些污染物中，最受到环境生态学家关注的是重金属元素，一种具有容易积累、隐蔽性强、难于降解、毒性危害大等特点的污染物质[1-2]。
因为它们造成的污染更加难以治理，因此土壤重金属污染也是现在环境科学领域的重要研究课题。
土壤中的重金属一般来源于自然界或者人为造成的，不可否认的是，人类活动造成的土壤重金属污染危害性甚至大于自然的因素。
在如今倡导环境保护与可持续发展的时代主题下，人类有必要对被污染和破坏的土壤环境负起责任，进行综合治理，修复退化土壤生态系统[3-4]。
植物修复技术利用植物及其根际微生物的代谢活动来吸收、积累或降解和转化土壤中的重金属污染物。
2 理论基础2.1 重金属的赋存形态土壤中重金属的生物毒性和可利用性主要由其在土壤中的化学性质及赋存形态绝对。
目前，没有统一定义、分类重金属形态。
Tessier五步连续提取法将重金属赋存状态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态[5]。
欧洲参考交流局提出的BCR法将重金属赋存形态分为4种，即：酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态[6]。
土壤重金属污染及植物修复技术综述
土壤重金属污染及植物修复技术综述最近十几年间，世界上人口数量呈现飞速增长的趋势。
在这种趋势下，为了适应人口增长的需求，工业化水平必须不断提高。
这也就导致了工业生产中产生的大量重金属随废水等进入土壤中。
如何减少重金属污染已经成为诸多学者的议题。
作者旨在结合植物修复重金属的优点，对土壤污染现状和植物修复进行概述，并对土壤重金属污染的植物修复技术进行了探讨。
旨在与同行进行业务交流，以不断降低土壤重金属污染，达到保护环境的目的。
标签：重金属污染；污染现状；植物修复；发展随着近几年来我国工业水平的不断进步发展，重金属排放问题在诸如金属冶炼、电池制造以及化工等行业渐趋严重。
一方面是因为与重金属有关的行业越来越多，另一方面则是由于一些企业受利益趋势不惜违反国家法律规定超标排放，在这两方面因素影响下，土壤重金属污染已经成为了我国亟待解决的环境污染问题。
1 渐趋严重的土壤重金属污染当前，我国的土壤重金属污染整体现状是：土地污染面积日趋增大，污染状况日趋严重严重威胁着我国经济可持续发展，人民食品健康安全正经受严峻挑战。
减少重金属污染、保护生态环境和人民健康迫在眉睫。
在这种严峻形势下，如何采取治理措施以及采取何种措施治理重金属污染已经成为现在急需解决的问题。
在此背景下，植物修复重金属污染凭借其较少的成本和较广的适应性正受到广泛的关注和研究。
由于自然地理环境各组成要素之间是相互渗透、相互联系、相互作用的，介于无机与有机成分之间的土壤的质量恶化，必然会导致水圈、大气圈、生物圈也相应地发生变化。
如土壤中的有害金属会通过雨水的冲刷、携带和下渗向水体中迁移或流失；附着在土壤颗粒表面的重金属容易在风力作用下进入大气；另外，土壤中的有害物质会影响到土壤表面的植物、土壤动物、微生物。
总之，最后土壤中的有害金属会通过植物富集经食物链影响人体健康，再者可能会通过饮用水或大气浮尘来危害人体健康。
如广西某铅锌矿区的开发引发了土壤的镉污染，当地居民有很多人出现腰背酸痛、尿镉增高等症状。
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土壤重金属污染植物修复技术摘要：重金属是全球环境最重要污染物之一，具备毒性强，不能为生物所分解，大多数也不能通过焚烧办法从土壤中去除；能通过活性氧等中介作用，导致植物氧化伤害，乃至死亡，并且能通过食物链在生物体内富集，进而危及人类身体健康等。
本文概括了土壤重金属来源和危害，并阐述了植物修复技术研究方向和优缺陷以及将来发展趋势。
核心词：土壤重金属污染植物修复土壤是自然界赋予人类宝贵资源，是人类赖以生存物质基本，也是人类环境重要构成某些，具备维持系统生态平衡自动调节功能（1）。
但是随着工业发展和农业生产当代化，土壤重金属污染问题已成为全球各国共同面临棘手问题。
从1973年Wagner KH，Siddiqi 初次刊登关于土壤重金属污染问题文献以来，到当前通过了三十近年研究历程。
近十年来关于重金属在土壤、作物中迁移、富集及对重金属污染土壤治理和植物修复等问题引起了全世界学者高度注重和进一步研究（2~3）。
土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集，始终备受人们关注。
土壤中重金属含量超过其环境容量时，一则对土壤中微生物起抑制毒害作用。
使土壤生产力减少；二则其直接作用于植物，使植物生长、发育、繁殖受到影响。
产量减少，产品质量下降；再则可先通过吸取富集于植物体内，然后通过食物链迁移至动物和人体内，严重威胁动物、人类生存健康。
重金属不但以单一元素污染土壤，当各种重金属在土壤中共存时，它们之间还存在协同、拮抗作用，并且随着污水灌溉以及农药、化肥、污泥大量施用，进一步加剧了土壤复合污染（4）。
因而，研究土壤重金属污染来源、形态、赋存形态及转化迁移规律，积极摸索更有效、经济污染测定技术和修复技术具备重要意义。
一.土壤重金属污染现状、来源和危害1.1土壤重金属污染现状当前，世界各国土壤存在不同限度重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu为340万吨，Pb为500万吨，Mn为1500万吨，Ni为100万吨（5）。
例如，日本农田土壤总污染面积为7030hm2，重要受Cd、Cu、As等重金属污染。
据1993年中华人民共和国环境状况公报，国内工业废水排放量为219.5×108t，污灌污染农田面积为3.3×106hm2。
特别是Cd污染总面积己达133331hm2（6），如沈阳市张士灌区因污灌使2533hm2农田遭受Cd污染，其中严重污染面积占13%（7）。
江西大余县污灌引起镉污染面积达5500hm2（8），青岛市2.7%-9%农田土壤分别受到Cr、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn等7种重金属轻污染。
新疆每年约有2×103m3废水进入农业环境，全区污灌面积达2. 56×104hm2。
因而，如何调控、治理土壤重金属污染对农业持续发展就显得尤为重要。
1.2 土壤重金属污染来源土壤是人类赖以生存重要资源之一，因而人类生产和生活是导致土壤污染重要因素。
土壤作为一种开放体系，每时每刻与环境中其她要素进行着物质和能量互换，重金属便通过大气沉降、污水灌溉、农药和化肥施用以及固体废弃物排放等途径进入土壤。
土壤重金属污染来源大体可以分为工业污染源、农业污染源和生物污染源。
工业生产过程中排放废气、废水、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染重要来源。
在农业生产中，重金属可通过污水灌溉、污泥运用以及化肥、有机肥和农药不合理施用等途径进入土壤。
农业污染是土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染重要来源。
在生物污染源中，重要由于生活污水和被污染河水均具有各种致病病原菌和寄生虫等，使用污水灌溉以及垃圾作厩肥，使土壤遭受生物污染，甚至会导致疾病蔓延。
1.3 土壤重金属污染危害土壤重金属污染具备毒性大、难降解和危害大特点，是影响生态系统安全一类重要污染物质，其中尤以镉、铅、铜、汞、锌及其复合污染为突出。
土壤重金属污染危害涉及对土壤、作物、人和动物危害。
土壤中高浓度重金属对土壤理化性质及土壤生物学特性(特别是土壤微生物)和微生物群落构造会产生不良影响，从而影响土壤生态构造和功能稳定性。
藤应（9）等通过核酸陕速提取系统提取了重金属复合污染农田DNA并进行了分析，得出重金属污染使农田土壤微生物群落构造发生多样化变化结论。
并且微生物在土壤受到重金属污染时为了维持生存需要更多能量，其代谢活性随之会发生不同限度反映（10）。
作为微生物活性反映指标之一代谢商(qCO2)可以反映单位生物量微生物在单位时间里呼吸作用强度(11)，Fliepbach(12)等也以为代谢商是评价重金属微生物效应敏感指标，它可以反映出土壤重金属污染限度。
Khan(13)等则证明了重金属污染对土壤微生物生物量影响是很明显。
土壤重金属污染不但会对作物产量及品质产生不良影响，并且通过食物链最后会影响到动物及人类健康。
镉(cd)是土壤中危害性比较大重金属之一，世界各国对土壤重金属镉污染治理及植物修复报道较多。
Lagriffoul(14)等通过实验发现镉污染不但可减少玉米幼苗叶绿素含量，并且能提高过氧化物酶活性。
在国内某些地方污灌区由于镉、铅污染严重使种植稻谷不能食用。
顾继光等研究发现土壤农作物受镉污染导致产生“镉米”地区。
人食用“镉米”后，人尿中镉含量增高，容易得风湿性关节炎、肾炎、溃疡病等疾病，癌症平均死亡率也会增长。
人体内酶正常活动受到镉影响后，会导致贫血、高血压、骨痛病，其危害有时可达几十年。
二.植物修复技术植物修复(Phytoremediation)是由美国科学家Chaneyt切于1983年初次提出，该技术核心是运用超富集植物清除土壤重金属污染，即运用植物吸取、富集、降解或固定土壤中重金属离子或其她污染物，以实现消除或减少污染限度，修复环境综合环境生物技术。
而Baker(15)初次称这种修复为绿色修复(Green remediation)。
国内外学者对植物修复技术研究热点重要集中在如下四个方面：植物提取(Phytoextraction)、植物固定(Phytostabilization)、植物挥发(Phvtovolatilization)、植物过滤(Phytoinfiltration)。
2. 1 植物修复技术研究方向2.1.1植物提取植物提取最早是由Chaney提出来，它是指运用某些对重金属具备较强富集能力特殊植物从土壤中吸取重金属，将其转移、贮存到地上部并通过收获植物地上部而去除土壤中污染物一种办法（17）。
该办法适合于从污染土壤中去除如Pb、Cd、Ni、Cu、Cr、V或土壤中过量营养物质如NH4NO3等（18）。
植物提取是当前研究最多，最有发展前景解决重金属污染技术。
植物提取法核心是寻找某些超积累植物。
这些超积累植物需能从土壤中吸取、在体内积累高浓度污染物；能同步积累各种重金属；生长快、生物量大；抗病能力强（19）。
据报道，现已发现Cd、Co、Cu、Pb、Ni、Se、Mn、Zn超积累植物有45科500余种，其中73%为Ni超积累植物（20）。
近年来，各国科学家们对运用这种植物修复Zn、Pb、Cd和Ni污染土壤体现出浓厚研究和开发兴趣。
在欧洲、美国、澳大利亚和东南亚国家都启动了超积累植物积累金属生理生化机理、金属吸取效率和农艺管理等方面研究项目。
表一.已发现超富集植物表二.某些重金属超累积植物2.1.2植物挥发植物挥发是运用植物根系分泌某些特殊物质或微生物使土壤中污染物（重要是Hg、Se、As）吸取到植物体内后转化为气态物质，挥发出土壤和植物表面，释放到大气中（17）。
如烟草能使毒性大Hg2+转化为毒性小得多、可挥发单质汞Hg(O)。
海藻能吸取并挥发砷，其机理是把(CH3)2AsO2挥发出体外。
洋麻可以使土壤中47%三价硒转化为可挥发态甲基硒挥发去除，从而减少硒对土壤生态系统毒性。
也有人研究报导称可运用转基因植物降解物毒性汞，即运用分子生物学技术将细菌体内对汞抗性基因（汞还原酶基因）转导到植物（如烟草和郁金香）中，进行汞污染植物修复。
但植物挥发法将污染物转移到大气中，对人类和生物具备一定风险（18），采用此法时其污染物向大气挥发速度应以不构成生态危害为限（16）。
2.1.3 植物固定植物固定指运用植物吸取和植物根际某些特殊物质使土壤中大量有毒金属转化为相对无害物质，从而减少土壤中有毒金属移动性、生物有效性，减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境也许性，使其不能为生物所运用一种办法。
其中涉及了分解、沉淀、螯合、氧化还原等各种过程。
植物稳定只是一种原位减少污染元素生物有效性途径，而非一种永久性去除土壤中污染元素办法（16）。
并且重金属生物有效性随环境条件变化而发生变化，因此该法在应用中受到一定限制。
2.1.4植物过滤植物过滤是运用植物庞大根系过滤吸取、富集水体中重金属元素过程（17）。
当前用于植物过滤植物有向日葵、印度芥菜、宽叶香蒲及烟草等。
根系过滤重要用于重金属污染土壤，也可以是放射性核素如U、Cs或Sr污染水体（18）2. 2 影响植物修复效率2.2.1植物生物学特性植物生物学特性对植物蓄积污染物影响很大，重要是影响因素有：（1）植物自身生物学性状。
它直接关系到污染环境植物修复效率。
生长速度快、生长周期短、生物量高、个体高而大、叶密、茎粗植物往往具备较高修复效率。
（2）污染物在植物器官中分派。
不同植物修复技术，对污染物在植物中分派特点有不同规定。
如运用植物固化污染土壤中污染物，应注意选用那些耐性强但对污染物搬运能力差植物，以保证污染物大多被固定在植物根部。
（3）植物抵抗各种自然灾害能力。
多数状况下，植物耐病虫害、抗洪涝、抗酸雨、遭受自然灾害复原等能力决定植物修复技术成功与否。
（4）植物对地理气候条件适应能力。
（5）植物对各种施肥办法敏感性。
选用对各种施肥办法敏感植物可减少土壤植物修复成本，敏感度高植物容易获得更多生物量，修复效率高。
（6）与植物共生微生物体系发育状况。
植物对某些矿质营养如吸取可在根际微生物作用下得到加强。
实验发现，根际微生物影响植物对非必须重金属元素吸取。
水培溶液实验表白，从重金属污染土壤中筛选出来微生物能刺激植物对重金属吸取。
2.2.2 污染物自身物理化学性质污染物自身物理化学性质对植物修复效率影响重要有如下几种因素：（1）污染物存在形式。
植物修复效率在很大限度上取决于植物能否容易得到所需金属，因而土壤中金属存在形式直接影响植物能否通过根系吸取到相应重金属离子。
（2）污染物浓度。
污染物浓度过高会引起植物毒害，过低会引起生物可获得性低，这两种状况都不利于用植物办法修复污染场地。
2.2.3 外部环境因素影响污染环境植物修复技术外部因素有诸多，重要涉及有：（1）物理学因素。
土壤构造与污染物赋存状态和生物可获得性关于，不同土壤类型会影响到根际分泌物质量和数量，从而影响植物修复效率。