重金属超富集植物筛选研究进展
福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究
福建金属矿区植物对重金属的富集效果研究重金属污染不仅引起土壤质量退化,降低农产品品质和产量,而且还通过食物链等途径危及人类健康,由于重金属污染具有隐蔽性、长期性、累积性、不可逆性的特点,导致重金属污染治理困难,因此重金属污染的治理已成为当前环境科学界急需解决的重大课题。
目前传统的重金属污染治理方法存在着修复成本高、需要打扰土壤结构、只能小面积污染治理等不足。
在这种背景下对环境扰动少、修复成本低且能大面积推广的重金属污染植物修复技术应运而生,为重金属污染治理提供了新途径,具有广阔的应用前景。
但植物修复技术应用的前提是要筛选出重金属超富集植物,由于目前缺乏这方面的研究,国内发现的重金属超富集植物比较少,极大地限制了重金属污染植物修复技术的应用。
有鉴于此,本研究为筛选出供植物修复技术应用的重金属富集植物,在对福建金属矿区进行全面踏查基础上,选取福建主要金属矿区的大田铅锌矿、龙岩铁锰矿、连城铅锌矿、连城锰矿、尤溪铅锌矿、尤溪铅锌冶炼厂为调查对象,通过对这些矿区的全面调查,掌握福建主要金属矿区的重金属污染状况,采集在重金属污染严重的尾矿库、生产车间附近、污水排水沟及其矿区周围地区生长的植物,带回室内进行重金属分析,由此比较福建金属矿区植物对不同重金属的富集效果,进而筛选出重金属超富集植物。
同时测定不同矿区土壤重金属浸提剂提取有效态量的差异,揭示植物地上部分重金属富集量与浸提剂提取有效态量的相关性,为重金属污染植物修复技术的应用及矿区环境风险评估提供科学依据。
研究的主要结论如下:1.福建金属矿区土壤中均存在严重的的重金属污染,不同金属矿区土壤中Mn、Zn、Pb和Cd已经达到很高的含量,最高含量分别达到200004.56 mg·kg<sup>-1</sup>。
、24717.05 mg·kg<sup>-1</sup>、30431.86 mg·kg<sup>-1</sup>和438.28 mg·kg<sup>-1</sup>。
重金属超积累植物研究
重金属超积累植物研究10化41 10234027 汪杉椿摘要：土壤重金属污染是当前面临的一个重大环境问题，而土壤重金属污染的植物修复尤其是超积累植物的应用是治理污染土壤的重要手段之一。
本文主要就重金属超累积植物的概念与选择标准，及其超累积的机理和在生态修复中的应用问题与前景进行综述。
关键词：重金属；超积累植物；植物修复中国矿产资源蕴藏量丰富，分布遍及全国，随着铅锌矿的累年开发，矿渣、矿区废水不断污染周围农田。
此外各种工业废水和废气的排放及农田污泥的施用都造成农田土壤的重金属污染。
植物修复技术作为一种新兴的绿色生物技术，能在不破坏生态环境，保持土壤结构和微生物活性的状况下，通过植物的根系直接将污染元素吸收，从土壤中带走，从而修复被污染的土壤。
1 . 金属超累积植物1.1重金属超累积植物的概念及选择标准重金属超累积植物是指对重金属的吸收量较大，并能将其运移贮藏到地上部，且地上部重金属含量显著高于根部的植物，这类植物地上部的重金属含量是常规植物的10一500倍。
超累积植物吸收修复被重金属污染土壤的综合指标是净化率，即植物地上部吸收某种重金属的量与土壤中此种重金属总量的百分比。
超累积植物一般对某种元素是专一的，但是某些植物也能同时超累积两种或多种植物。
理想的重金属超积累植物一般具有以下特征：(1)可以耐受高水平的重金属；(2)地上部超量积累某种或几种重金属时，不影响植物的正常生长，通常超出普通植物的100倍以上，比如超积累植物积累的Cd含量可达100Lg/g(干重)以上，Co、Ni、Cu、Pb达1 mg/g以上，而Mn、Zn达10 mg/g以上；(3)生长迅速；(4)生物量大；(5)根系发达。
超积累植物可以用于环境污染的植物修复、提取或回收重金属、地质探矿等方面，同时也为研究植物进化机制提供了优良素材。
重金属超积累植物目前已被广泛研究，许多已成功用于环境污染的植物修复。
2 . 重金属超累积植物累积重金属的机理2.1 植物对重金属的运输与转移重金属由根系进入木质部至少需要3个过程：进入根细胞，由根细胞运输到中柱，装载到木质部。
重金属富集植物生物质的处置技术研究进展
摘要：植物提取修复环境重金属污染会产生大量的重金属富集植物生物质，如何安全地处置重金属富集植物生物质已成为亟需解决的重要科学问题之一。
近年来，基于减量化、无害化和资源化原则，众多研究者陆续开展了重金属富集植物生物质处置技术的研究，取得了一系列重要研究成果。
本文对现有的重金属富集植物生物质处置技术进行了综述，并对今后可能的研究方向做了展望，以期为将来的重金属富集植物生物质处置技术的研究提供一定参考，更好地推动重金属富集植物生物质处置技术的发展。
关键词：重金属富集植物生物质；植物提取；处置技术；研究进展中图分类号：X506文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2014）01-0015-13doi:10.11654/jaes.2014.01.002重金属富集植物生物质的处置技术研究进展刘维涛，倪均成，周启星*，华涛（南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室/天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室，天津300071）Research Progress of Disposal Technology for Heavy Metal-Enriched Plant BiomassLIU Wei-tao,NI Jun-cheng,ZHOU Qi-xing *,HUA Tao（Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria,Ministry of Education /Tianjin Key Laboratory of Urban Ecology Environ －mental Remediation and Pollution Control,College of Environmental Science and Engineering,Nankai University,Tianjin 300071,China ）Abstract ：Phytoextraction of heavy metal polluted environment generates large quantities of heavy metal-enriched plant biomass （HMEPB ）.How to safely dispose HMEPB has been one of the most important scientific issues.In recent years,disposal technologies for HMEPB have been extensively studied with aim at reduction,recycle and harmless treatment.This paper reviewed the progesss in disposal technologies for HMEPB and proposed possible research directions so as to provide certain reference and better promote the development for disposal tech －nologies of HMEPB in future.Keywords ：heavy metal-enriched plant biomass;phytoextraction;disposal technology;research progress收稿日期：2013－05－15基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（21107052）和重点项目（21037002）；中央高校基本科研业务费专项资金；污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题（PCRRF11005）作者简介：刘维涛（1979—），男，博士，副教授，主要从事土壤重金属污染生态修复和污染生态学的研究。
植物重金属超富集机理研究进展
西北植物学报2003,23(11):2021—2030Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.文章编号:1000-4025(2003)11-2021-10植物重金属超富集机理研究进展X郎明林1,3,张玉秀2,柴团耀1*(1中国科学院研究生院生物系,北京100039;2中国矿业大学化学与环境工程学院,北京100083;3河北农业大学生命科学学院,河北保定0710010)摘 要:植物超富集重金属机理主要涉及植物对金属离子高的吸收、运输能力,区域化作用及螯合作用等方面,其中跨膜运载蛋白的表达、调控对重金属超富集这一特性起了关键作用。
金属阳离子运载蛋白家族主要包括CDF家族、N RA M P家族和Z IP家族等,在超富集植物中已克隆出多个家族的金属运载蛋白基因,这些基因的过量表达对重金属在细胞中的运输、分布和富集及提高植物的抗性方面发挥了重要作用。
综述了近年来研究重金属超富集植物吸收、转运和贮存Zn、N i、Cd等重金属的生理和分子机制所取得的主要进展。
关键词:植物;重金属;超富集;基因;转运蛋白中图分类号:Q945.12 文献标识码:AAdvances in research of mechanisms of heavy metalhyperaccumulation in plantsLANG M ing-lin1,3,ZHANG Yu-xiu2,CHAI Tuan-yao1(1Departmen t of Biology,Graduate S chool of Ch ines e Academy of Sciences,Beijing100039,C hina;2College of Chemical andEneviron men tal Engineer ing,China University of M ining and T echnology,Beijing100083,China;3Colleg e of Life Science,Heb eiAgricu ltural Univer sity,Baoding,Hebei071000,China)Abstract:T he m echanism of heav y m etal hyperaccum ulation w ere very com plicated and inv olved various metabolic pr ocesses in plants.T he recent studies sho wed that the high ability of metal io n uptaking and trafficking,co mpar tm entalizatio n in vacuole,cell w all or trichome,and the chelation w ith o rganic acid(such as citr ate,m alate and ox alate)or amino acid(histidine)w er e involved in the metal accum ulation and toler-ance m echanism in hyper accumulatio n.In addition,sever al metal catio n transm em brane tr ansporter g enes w er e cloned and character ized in hyperaccumulato r,w hich belo ng to the CDF fam ily,or NRAM P fam ily and/or ZIP fam ily.T he overexpressio n of the metal ion transporter genes play im por tant ro les not only in heavy metal uptaking,trafficking,distribution and accumulation in the cell,but also in incr ease the heav y metal tolerance of hy peraccum ulator.Key words:plant;heavy metal;hyperaccumulatio n;g ene;transporter 1977年新西兰科学家Brooks提出“超富集植物(hy peraccum ulator)”的概念,用来描述自然界中发现的茎叶可累积Ni达1000L g・g-1(干重)以上的植物[1]。
重金属超富集植物根际微生态研究进展
生物有效性以及影响重金属根际行为和生物有效性 的主要 因素 （ Ｈ ｐ 、根系分泌物、微生物）等。
但植物 尤其 是重金 属超 富集植 物 的根 际作 用 以及 根 际 微生 物群 落 特征 ，根 际 土壤 环 境条 件 对重 金 属 的生物有 效性制 约机 理等一 系列 基础理 论 问题 目 研究 仍不够 深入 ，有 待进一 步加 强 。 前 关 键词 ：超 富集植 物 ；根 际微 生态 ；植物修 复 ；重金 属
重 金 属 超 富 集 植 物 根 际微 生 态 研 究 进 展
张 学洪 ，杨文婷 ，魏 彩春 ，陆燕勤
（ 桂林 工学 院 资源 与环 境工程 系 ，广西 桂 林 ５ １０ ） ４ ０４
摘 要 ：阐述 近年来 国内外在超 富集 植物 吸收重 金属 的根 际微 生态 效应 这 一 领域 的研 究成 果 ，介 绍了根 际微生 态效应 在植 物修 复 中的应用 ：重金 属在 根际 环境 的分布 与累 积 、地球 化 学赋存 形 态 、
中图 分类号 ：Ｘ ７ １３ 文献标 志码 ：Ａ
１０ ９４年 ，Ｈｌ ｅ 提 出 了植 物 根 际 的定 义 ，受 微生态效应在植物修复 中的应用 ，并指 出了存在 ｉｎｒ ｔ 到 了人们 的广 泛 重 视 。根 际是 土壤 中受 植 物 根 系 问题 以及 今后 的努 力方 向 。 及其 生 长活 动影 响 的微域 环 境 ，具 有 特殊 的物 理 、 化学 和生 物 性 质 ，影 响 了 重金 属 在 根 际 环 境 中 的
第 ４期
张学 洪等 ：重金 属超 富集 植物 根 际微生 态研 究进 展
５９ ４
著升高 ，碳酸盐结合 态、铁锰 氧化物结合 态显著 下 降 ，而 有机 态 、 残 渣 态 基 本 没 有 发 生 性 。在 深 入 开 展 利 用 植 物
重金属富集植物的超积累机理研究进展
ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １２ ０３重金属富集植物的超积累机理研究进展张文博，王彩虹，刘艳萍（河套学院，内蒙古 临河 ０１５０００）摘 要：植物修复是重金属污染土壤的修复方法中最为绿色环保的技术，重金属在能够富集重金属的植物体内吸收和积累的机制是整个修复方法的关键所在，对整个植物修复技术的发展和突破有重大的意义。
主要从超累积植物对重金属的解毒机理、吸收和转运机制、抗性的机理等方面进行了综述。
关键词：重金属富集植物；解毒；转运；机理中图分类号：Ｑ９４５ １２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１２－００９－０３ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＨｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌ－ｅｎｒｉｃｈｅｄＰｌａｎｔｓＺｈａｎｇＷｅｎｂｏ，ＷａｎｇＣａｉｈｏｎｇ，ＬｉｕＹａｎｐｉｎｇ（ＨｅｔａｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，Ｌｉｎｈｅ０１５０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｇｒｅｅｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｂｙｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｐｌａｎｔｓｗｈｉｃｈｃａｎｅｎｒｉｃｈｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｒｅｍｅｄｉ ａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｄｅ ｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｕｐｔａｋｅａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ，ａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｈｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ，ｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ 近年来，由于工业化进程的加快，人类活动如开采、冶炼、化工等会造成土壤重金属的积累，同时，大量施用污泥化肥也会产生土壤重金属的污染，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。
植物对重金属镉超富集及耐受机理的研究
密级：中国科学院大学ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙＳｃｉｅｎｃｅｓ博士学位论文２０１３年５月专业综述：调控植物镉吸收转运及耐受性的分子遗传机制研究进展专业综述调控植物镉吸收转运及耐受性的分子遗传机制研究进展摘要镉（ｃａｄｍｉｕｍ，Ｃｄ）对生物有很大毒害作用，因此对抗镉作用机制的研究，增强植物对镉的抗性，调控植物体内不同组织和器官的镉积累水平均具有重要意义。
Ｃｄ２＋主要通过同为二价阳离子的Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋或ｚｎ”的低特异性转运蛋白或通道蛋白进入植物细胞内，主要被贮存在根细胞液泡中，但有相当部分通过木质部导管长途转运地上部分，再通过韧皮部进行再分配，储存在不同组织的液泡或者细胞壁等部位。
在植物和真菌的重金属解毒机制中，植物螯合肽（ｐｈｙｔｏｃｈｅｌａｔｉｎｓ，ＰＣｓ）起着核心的作用，能与重金属螫合为复合物，再通过跨液泡膜转运区室化到液泡，降低细胞质中重金属成分的含量。
本文对近年来调控植物镉吸收转运及耐受性的分子遗传机制研究新进展进行了概述。
关键词镉；螫合；区室化。
在生命的演化进程中，植物形成了多样化的机制来维持体内与周围环境存在的可利用重金属离子之间的平衡关系。
植物面临着两个重要任务，一是从生长环境中选择吸收生长所必需的重金属离子并拒绝吸收非必需的重金属离子，二是在细胞内维持这些金属离子保持最适宜的生理浓度（Ｃｏｂｂｅｔｔｅｔａ１．，２００２）。
对金属离子的吸收和累积机制随着植物的种类的不同而不同，即使是在同一个属，不同种植物的吸收机制也不尽相同（Ｓｉｎｇｈａ１．，２００３）。
植物可通过根部直接吸收水溶性重金属，植物根组织不但可以通过根细胞膜上的质子泵使根际（ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ）酸化，而且能够分泌具有金属螫合功’－能的低分子量复合物，使得土壤的金属离子更易被根部吸收。
现在并不清楚是否植物铁载体（ｐｈｙｔｏｓｉｄｅｒｏｐｈｏｒｅ）或有机酸（例如柠檬酸盐）参与了非必需的毒性金属离子（例如Ｃｄ”）的吸收过程。
我国草本植物中重金属富集、超富集植物筛选研究进展
第21卷第1期内蒙古草业Vol121,No11 2009年3月Inner Mo ng olia Prataculture M ar1,2009文章编号:1009)1866(2009)01)0043)05我国草本植物中重金属富集、超富集植物筛选研究进展*赵磊,罗于洋*(内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010019)摘要:介绍了我国在草本植物中筛选重金属富集、超富集植物的研究进展,同时对植物筛选问题提出了一些设想。
关键词:超富集植物;筛选中图分类号:S81215文献标识码:A1前言近年来随着科学技术的发展,人类利用和开发自然的手段越来越多,规模越来越大,矿产资源的开采速度大大加快,如何控制和减轻重金属对土壤环境的污染和危害成为一个日益突出的问题。
土壤一旦被重金属污染,一方面将对作物生产、农产品的品质和地下水开采等产生重大影响,并通过食物链影响人体健康。
此外,重金属污染还具有隐蔽性、长期性和不可逆的特点。
这使其成为国内外普遍关注的环境问题,各国政府也采取相应措施阻止其不断加剧的态势。
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112。
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着很大的局限。
如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,造成土壤肥力的下降而难以耕作;淋洗法在淋洗重金属元素的同时会造成营养元素的淋失;客土法虽效果较好,但费用昂贵,只适用于小面积的土地,无法在大面积工程中使用。
而超富集植物的发现和利用,为土壤修复开辟了新的途径。
由于它具有投资和维护成本低、操作简便、不造成二次污染、具有双重经济效益等特点,因而越来越受到各国政府、科技界和企业界的高度重视122,并广泛应用于土壤、水体、污泥的修复处理。
土壤重金属污染的植物修复指通过种植对土壤重金属元素有特殊富集能力的植物,收获植物地上部将土壤中超量重金属去除以达到清洁污染土壤的目的。
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"．
重金属超富集植物研究现状与进展
2019.12目前，重金属造成的环境污染已经成为了世界性问题。
在我国，根据环境保护部发布的全国土壤污染状况调查公报显示[1]，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，工矿业废弃地土壤环境问题突出，其中重金属污染由于其危害性大、具有隐蔽性长期性、不易治理等特点，成为土壤污染治理的重点和难点。
为了减少重金属污染对环境生态系统的污染，必须对已污染土地进行治理修复。
国内外开展了多种土壤污染治理技术，包括化学原位钝化修复技术、植物修复技术以及农艺调控技术等。
其中植物修复技术是种修复成本低、对环境二次污染小、能较大面积种植的新型绿色土壤污染治理技术，其核心技术在于超富集植物的筛选[2]。
在污染土壤种植超富集植物来吸收重金属，随后收割植物以达到去除土壤中污染物。
目前已经发现了400多种超富集植物可以吸收提取土壤中重金属。
本文介绍了大部分超富集植物吸收富集重金属的生理生态学进展。
1 超富集植物的概念和类型1.1 植物修复技术的定义植物修复一般是指利用绿色植物的生命代谢活动来转移、转换或固定土壤环境中的重金属元素, 使其有效态含量减少或生物毒性降低, 从而达到污染环境净化或部分恢复的过程[3]。
其中，超富集植物描述了许多属于远缘家族的植物，它们具有在含金属土壤上生长并在体内积累极高量重金属的能力，远远超过大多数的水平物种。
因此在植物修复重金属土壤中具有重要地位。
1.2 超富集植物的特征特性目前，比较公认的将超富集植物与相关的非超富集类群区分开来的三个基本标志是：1）植物体内能够积累10-500倍某种或几种重金属[4]；2）植物吸收的重金属大多分布在地上部分，更快的根移位到茎叶，尤其是叶子中浓度比非超积累物种中的浓度高100-1000倍[5]；3）具有一定的耐受性，有更强的解毒和隔离叶子中重金属能力，在重金属污染土壤中能正常生长，不会出现毒害作用[6]。
例如，具有超过以下叶面浓度（干重）的植物：镉(Cd)，硒（Se）和铊（Ti）的液面浓度超过100 mg/kg；砷（As），铬（Cr），钴（Co），铜（Cu），镍（Ni）和稀土元素浓度为1000mg/kg；锌（Zn）含量为10000mg/kg；在污染环境生长的样品中锰（Mn）含量为10000mg/kg，同时能够成功完成其生命周期。
重金属超积累植物的研究进展
万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据重金属超积累植物的研究进展作者：庞玉建， 宗浩， PANG Yu-jian， ZONG Hao作者单位：四川师范大学化学与材料科学学院,成都,610068刊名：四川环境英文刊名：SICHUAN ENVIRONMENT年，卷(期)：2008,27(2)被引用次数：4次1.Books RR.Lee J.Reeves RD Detection of nickeli ferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants 1977(07)2.Baker AJM.Brooks RR.Pease AJ Studies on copper and cobalt tolerance in three closely related taxa within the genus Silence L.(Caryophyllaceae) from Zaire[外文期刊] 1983(73)3.沈振国.刘友良重金属超积累植物的研究进展 1998(02)4.Flathman P nza G R Phytoremediation:current views on an emerging green technology 1998(07)5.宋书巧.周永张.周兴土壤砷污染特点与植物修复探讨[期刊论文]-热带地理 2004(01)6.Murphy A.Taiz L Comparison of metallothionein gene expression and non-protein thiols in ten Arabidopsis thaliana 1995(109)7.Grill E.Winnacker EL Phytochelatins:The principal heavy-metal complexing peptides of higher plant [外文期刊] 1985(230)8.Maitani T The composition of metals bound to Class Ⅲ metallothionein (Phytochelatin and Its Desglycyl Peptide) induced by various metals in root cultures of Rubia tinctorum[外文期刊] 1996(110)9.郎明林.张玉秀.柴团耀植物重金属超富集机理研究进展[期刊论文]-西北植物学报 2003(11)10.Zhao H.Butler E.Rodgers J Regulation of zinc homeostasis in yeast by binding of the ZAP 1 transcriptional activator to zinc responsive promoter elements[外文期刊] 1998(44)11.KramerU.Pickering I J.PR INCE R C Subcellular localization and speciation of Nickel in hyperaccumulator and non-accumulator Thlaspi Species[外文期刊] 2000(122)12.Davies W J.Zhang J Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Boil 1991(49)uchli A Selenium in plants:uptake,functions and environmental toxicity 1993(106)14.Bennet AC.Shaw DR Effect of preharvest desiccants on Group IV Glycine max seed viability[外文期刊] 2000(48)15.王晓.黄宗益固体废弃物设备与技术新进展[期刊论文]-建筑机械化 2003(11)16.Garbisu C.Alkorta I Phytoextraction:A cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment[外文期刊] 2001(77)17.李艳霞.王敏健.王菊思.陈同斌固体废弃物的堆肥化处理技术[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2000(04)18.Bridgewater AV.Meier D.Radlein D An overview of fast pyrolysis of biomass 1999(30)19.赵丽华.赵中一固体废弃物处理技术现状[期刊论文]-环境科学动态 2002(03)kshmi KL.Davis C Pyrolysis as a technique for separating heavy metals fromhyperaccumulators.Part II:Lab-scale pyrolysis of synthetic hyperaccumulator biomass 2003(25)kshmi KL.Davis C Pyrolysis as a technique for separating heavy metals from hyper-accumulators.Part Ш:pilot-scale pyrolysis of synthetic hyperaccumulator biomass 2004(26)22.Sarret G.Vangronsveld J.Manceau A Accumulation forms of Zn and Pb in Phaseolus vulgaris in the presence and absence of EDTA[外文期刊] 2001(13)23.Zhao FJ.Lombi E.Breedon T.McGrath SP Zinc hyperaccumulation and cellular distribution in Arabidopsis halleri[外文期刊] 2000(23)24.Garbisu C.Alkorta I Phytoextraction:A cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment[外文期刊] 2001(77)25.Hetland MD.Gallagher JR.Daly DJ Processing of plants used to phytoremediate lead-contaminated sites 200126.Sas-Nowosielska A.Kucharski R.Malkowski E Phytoextraction crop disposal ─An unsolved problem[外文期刊] 2004(128)27.Cunningham SD Ow DW Promises and prospects of phytoremediation[外文期刊] 1996(110)28.KHAM A G.KNEK C.CHAUDHRY T M Role of plants,mycorrhizae and phytochelators in heavy metal contaminated land remediation[外文期刊] 2000(1-2)29.JAFFRE T.BROO KS R R.L EE J Scbertia acuminata:a hyperaccumulator of nickel from New Caledonia[外文期刊] 1976(193)30.BA KER A J M.MCGRATH S P.SIDOL IC M D The possibility of heavy metal decontamination of polluted soils using crops of metal-accumulating plants 1994(11)31.陈同赋.韦朝阳.黄泽春华南的一些砷超集累植物种类 200032.杨肖娥.龙新宪.倪吾钟东南景天--一种新的锌超富集植物[期刊论文]-科学通报 2002(13)33.薛生国.陈英旭.林琦中国首次发现的锰超积累植物--商陆[期刊论文]-生态学报 2003(05)34.韦朝阳.陈同斌.黄泽春大叶井口边草--一种新发现的富集砷的植物[期刊论文]-生态学报 2002(05)35.刘威.束文圣.蓝崇钰宝山堇菜(Viola baoshanensis) --一种新的镉超富集植物[期刊论文]-科学通报2003(19)36.魏树和.周启星.王新一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L)[期刊论文]-科学通报 2004(24)37.Yang X E.Shi W Y.Fu C X Copper hyperaccumulators of Chinese Nitive ports:Characteristics and Possible Use for Phytoremediation 199838.骆永明强化植物修复的螯合诱导技术及其环境风险[期刊论文]-土壤 2000(02)1.殷捷.周竹渝超积累植物的研究进展[期刊论文]-三峡环境与生态2003,25(11)2.罗青龙.任珺.陶玲.杨倩重金属超积累植物的研究进展[期刊论文]-能源与环境2008(6)3.王红新.WANG Hong-xin超积累植物在治理重金属污染土壤中的研究进展[期刊论文]-资源开发与市场2010,26(11)4.陈一萍.Chen Yiping重金属超积累植物的研究进展[期刊论文]-环境科学与管理2008,33(3)5.刘茵.赵秀琴.胡红艳超积累植物[期刊论文]-生物学教学2008,33(8)6.白向玉.韩宝平.刘汉湖.王晓青.BAI Xiang-yu.HAN Bao-ping.LIU Han-hu.WANG Xiao-qing花卉植物修复重金属污染技术的国内外研究进展[期刊论文]-徐州工程学院学报（自然科学版）2010,25(3)1.朱文宇.侯明明超积累植物的资源化利用[期刊论文]-环保科技 2009(2)2.张玉秀.刘金光.金铃.彭晓静近10年我国植物对重金属耐性/积累的文献研究分析[期刊论文]-农业图书情报学刊 2010(12)3.李有志.罗佳.张灿明.刘庆.郭丹丹湘潭锰矿区植物资源调查及超富集植物筛选[期刊论文]-生态学杂志 2012(1)4.李东旭.文雅超积累植物在重金属污染土壤修复中的应用[期刊论文]-科技情报开发与经济 2011(1)本文链接：/Periodical_schj200802020.aspx。
丹江湿地商州城区段重金属富集植物筛选
丹江流域商州城区段重金属富集植物筛选——秦王山矿区菊科重金属富集植物筛选背景:土壤是人类赖以生存发展的生产资料，也是人类社会最基本、最重要的自然资源之一。
随着我国工业化的不断深入，多种含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤中相应的重金属富集，从而导致土壤肥力降低，农作物产量和品质下降，并通过食物链危及人类健康和生命。
商洛市矿产资源丰富，在开发这些资源获取经济效益的同时,也会带来不可避免的重金属污染问题。
近年来,人们致力于研究一种对环境无污染且成本较低的“绿色生态技术” (即植物修复技术) ,以治理重金属污染土壤与矿业废弃地。
在利用植物修复技术之前,需要筛选和培育出重金属超富集植物。
目前,国内植物修复技术研究也有一些进展。
利用植物修复对商洛市矿产开发带来的污染进行治理能有效防止传统治理方式所带来的“二次污染”。
然而，其他地方的具有修复作用植物不一定在商洛地区发挥应有作用。
商洛市作为“南水北调”工程的水源涵养区，治理污染问题已不仅只关乎本市人民的生产生活，也关乎首都及“南水北调”工程中下游地区的人民生产生活。
目的：通过实验初步筛选出丹江湿地商州城区段重金属富集植物，用于日后大面积推广种植进而提高土壤质量，改善丹江流域水源，为人民提供一个绿色安全的生活环境，为农业生产提供安全保障。
1.实验材料与仪器1.1实验试剂硝酸（优级纯）、盐酸（优级纯）、乙醇、去离子水、乙炔气、氩气、铜单元素标准溶液、铅单元素标准溶液、砷单元素标准溶液、纯净水等。
1.2主要实验仪器原子吸收光谱仪、压力自控密闭微波消解仪、聚四氟乙烯消解罐、电子天平。
2.实验方法:2.1土壤样品采集和室内前处理在秦王山采集植物根系所带土壤，采样深度 0~20cm ,每个采样点采集土壤1.5~2.0kg。
通风处风干。
研磨过2mm筛 ,存于塑料瓶中调匀 ,作为保存样品。
取保存样品研磨至全部过0. 149mm筛。
混匀保存作为供试样品。
采用微波消解。
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。
重金属超富集植物及植物修复技术研究进展
第21卷第7期2001年7月生 态 学 报ACT A ECOLOGICA SINICA V o l.21,N o.7Jul.,2001重金属超富集植物及植物修复技术研究进展韦朝阳,陈同斌(中国科学院地理科学与资源研究所农业生态与环境技术试验站,北京 100101)基金项目:国家自然科学基金(49941003,40071075)和中国科学院知识创新工程重点方向资助项目(KZCX2-401)收稿日期:2000-06-29;修订日期:2000-12-14作者简介:韦朝阳(1965～),男,安徽铜陵人,副研究员。
主要从事污染土壤的植物修复与矿区生态环境整治研究工作。
来源于美国环保局网站的资料摘要:植物修复技术(Phytorem ediation)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。
重金属超富集植物(hyperaccu mulator)及植物修复技术是当前学术界研究的热点领域,目前虽已有Cd 、C o 、Cr 、Cu 、M n 、Ni 、Pb 、Zn 等超富集植物发现的报道,但尚无一例报道来自于中国。
中国具有广袤的国土面积、丰富的植物类型和多种(处)古老的矿山开采与冶炼场所,在中国开展超富集植物的寻找、研究与开发工作,将会有重要突破,并具有重要的理论与实践意义。
本文拟就国内外在这一领域的研究进展作一简要综述。
关键词:超富集植物;植物修复技术;重金属污染土壤Hyperaccumulators and phytoremediation of heavy metal contami -nated soil :a review of studies in China and abroadWEI Chao-Yang ,CHEN To ng -Bin (I nstitu te ofGeogr ap hical S ciences and Natural R esources R esearch ,Chi -nese A cad emy of S cience s ,B eij ing 100101,China )Abstract :It has been estimat ed that mor e than 20millio n hect ares o f far mland have been contaminated in China,acco unt ing for 20%of the tot al in the countr y.F urther mor e,a reduction of mor e t han 10m illio n to ns o f foo d supplies result s fr om this soil contaminat ion .T echniques cur rently em ploy ed co nt ro l soil co n-tamination include cov er w ith impr oted so il,applicatio n o f lime and chemical washing.How ever ,most o f these are ex pensive ,labo ur -int ensiv e and can r esult in fur ther co ntamination pro blems or leaching /deposi-tio n o f nutr ient elements dur ing in situ tr ea tment.Phy tor emediation,a technique using plants to r emov e contaminat ion fr o m soil and wa ter ,has become a to pical resear ch field in the last decade as it is safe and po-tentially cheap co mpared to tradit ional rem ediat ion t echniques .Based on infor matio n fro m the P hyto reme-diatio n Bitilio gr aphy pr oduced by t he U S-EPA ,in 1977t her e wer e only 7repor ts published r elating to phy-tor emediation ,w hereas in 1997,the tota l liter atur e o f phy to remediation increased to 214.In 1583,A.Cesalpino,a n It alian bo tanist discov er ed an unusual plant w hich gr ew on soils ov er ‘black stone ’(ultram afic ro cks ).T his was pr obably the fir st ev er r epo rt of a metal hyper accumulator plant .It w as later named as A ly ssum ber tolonii in 1814by Desvaux and t he nickel content o f it s leav es wa s repor ted as 7900 g /g in 1848by C .M ing uzzi and O .V er gnano .Simila r plants ,designat ed ‘indicato r plants ’,such as Elsholtz ia haichow ensis Sun,a co pper accumulator ,wer e discov ered ear ly in China and employ ed in pro specting for copper miner alizat ion .R .R .Bro oks ,a g eochemist fr om N ew Zealand first named these spe-cial accumulat or plants ‘hy per accumulator s ’in 1977,and in 1982R.Chaney fr om the U SA fir st sug gested the co ncept of phy tor emediato n using these hyper accumulat or s.A hyper accumulat or has been defined by Ba ker and Br o oks (1989)as a plant that can accumulate cadmium >100 g /g ,co ba lt ,copper ,nickel ,lead >1000 g/g,mang anese and zinc>10000 g/g in t heir shoo t dry matter.F urther mor e,an o per ational defini-tio n w as pro posed by Baker (1981)t hat in accumulator plants the metal contents in shoo ts ar e inv ariably gr eater than t hat in ro oo ts,show ing a special ability of the plants to absor b a nd tra nspor t metals and st or e them in their abo ve-g r ound par ts.T o da te,mor e than 400species of metal hy per accumulato r plants hav e been repor ted in the liter ature .A mo ng t hem ,315ar e nickel hyperaccumulat or s ,24are copper hy per accu-mulato r s but the num ber s o f other met al hyper accumula tor s fo r o ther metals ar e lo w and they a re restr ict-ed in t heir distr ibutio n in so me specific lo calit ies in the wo r ld.T he hyperaccumulat or s ar e mo stly disco ver ed in the heav y metal co ntaminated area such as mining and smeliting localities .T he autho r o f this paper sug gests that there may ex it some “potentia l hy per accu-mulato r s ”on the ear th .M or e attention should be pa id to so me plants that g r ow ing in some r ela tiv ely “lo w ”heavy metal content ar eas.T he plants may no t hav e ver y high to lerance but may have som e ext ent deg r ee of accum ulation,by culturing the plants and adding some kinds o f reag ents in t heir g ro w ing media,they ma y r eveal char acter of hyper accumulatio n .A sy stematic surv ey of plant and so il chemistr y in the copper mining ar eas alo ng the lo w er -m iddle rea ches of Yang tze River has rev ealed a few copper accumulator s such as E lsholtz ia haichowensis Sun,Com -melina communis L.and Rumex acetosa L.;the maximum leaf copper contents ar e 600,160and 100 g /g (dry m atter basis )r espectively ,f or co pper co ntents in the so il aro und their ro ot s r anging fr om 5000to 20000 g /g.W e initiated pio neering resear ch o n hyper accumulator s a nd phy tor emediatio n in China ear ly in 1998.Sever al sur vey s w er e co nduct ed in south China,and thro ugh systemat ic field inv est iga tio n and glasshouse studies,w e have no w identified a hy per accumulato r o f ar senic-Pteris v ittata L.(Chinese br ake fern ).T his is the fir st hyperaccumulato r discov ered in China .U nlike ot her repo rted hy peraccumulato rs ,this plant can reach 2m in heig ht,w ith a fr esh shoo t biomass of up to 36t/km 2.T he arsenic co ntent in shoot s can be as hig h as 5000 g/g(dr y matt er),and the r atio of ar senic in lea ves,leafstalk and r oo ts is 5:2:1,which r eveals a unique ar senic accumulation capacity.T he mechanisms o f metal hyperaccumulation hav e not been full elucidat ed ,although many studies have been conducted,especially on the mechanisms of hy per accumulatio n of zinc and ca dmium by the cr u-cifer ,T hlasp i caerulescens .Ear ly repor ts sugg ested that some lo w molecular w eig ht o rg anic a cids play an impor tant r ole in to ler ance a nd accumulatio n of heavy metals in plants .How ever ,so me recent studies hav e not fo und any clear r elatio nship between them .W hat can be co ncluded no w is that to ler ance and accumula-tio n may be independent character s;t olerance leads to compart ment atio n of metals in plant cells wher eas accumulatio n relates to a highly efficient uptake and transpor t system.It is impor tant to clarify the pat terns of toler ance and accumulatio n in differ ent hy per accumulator s for different met als under different env ir onmental co ndit ions ,in or der to make phy to remediation practica l and cost-effective in field.N ut ritio n and pot trials hav e been cionducted,and t he result s sho w that hy per accu-mulato r s such a s T hlasp i caer ulescens can tolerat e abno rmally hig h zinc and cadminum lev els,and accum u-lat e hig h contents o f meta ls in their shoo ts in ver y sho rt tim e periods ,ev en fr om ver y lo wer backgr o und metal concentrat ions in t heir gr ow th media .T he hy per accumulator plant s themselv es a re t he majo r f act or that deter mines the capacity o f hyperaccumulat ion.How erv er ,r esults also show t hat sever al ex ter nal fa c-tor s,such as pH,nutr itional status and metal speciat ion,may gr eatly influence t he pat terns o f metal accu-mulation ,which hig hlights their im po rta nce in phyto r emedia tio n applica tio ns .Field tr ials o f phyto reme-diatio n using hyperaccumulat or s have also been per for med and shed light o n the wider applicatio n and com-mercia lization o f this technique in the futur e.A r senic is ver y to xic but an analog of pho sphor us,it may dis-turb the m etabolism of plants and ca use closure of phosphate uptake channels.T he ar senic hy per accum u-lat or ,Chinese br ake fer n ,has a uniquely hig h capacity t o sto re ar senic in plant cells ,that has not y et been11977期韦朝阳等:重金属超富集植物及植物修复技术研究进展 elucidated .M o r e research and dev elo pment w or k w ith this pla nt sho uld therefo re be conducted in or der to pro duce cheap and effective techniques fo r r emediatio n of ar senic co nta minated so ils.Key words :hyperaccumulato rs;phy tor emediatio n;heav y metal contamina ted soil文章编号:1000-0933(2001)07-1196-08 中图分类号:Q948 文献标识码:A 据估测,目前中国受污染的耕地面积近2000万hm 2,约占耕地总面积的1/5[1],其中工业“三废”污染1000万hm 2[2],农田污灌面积已达130多万hm 2[3]。
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
19 1
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
重金属镉超富集、富集植物筛选的研究进展
为主。 ｌ镉在土壤中的迁移较弱 ， ３ 因此 ， 土壤重金属镉污染将改变土壤的化学组成 ， 直接或间接地破坏 了土壤的生态结构 ， 通过土壤——作物迁移积累， 进而影响农产 品安全乃至人体健康 。 【镉在人体中的 ４ 半衰期为６— ８天， １ 人体 中９ ％Ｃ 是来 自 ０ ｄ 食物。世界卫生组织提出每个成年人每天对 ｃ 可耐受性 的 ｄ 最大摄 人量 为 ６ ７ ｕ。在 欧共体 ， ０— ０ ｇ 从食 物 中吸收 的镉 为 １ ４ ｕ／ ， 中 ５ ８— ８ ｇｄ其 ％来 自水 。我 国农 田镉污
研 究进展进行分析 和总结 ， 总结 １ ２种超 富集植物与 ｌ ７种 富集植物的 富集特征 、 适生环境。指 出 目前研 究 中存在 的问题
和今 后 研 究的 方 向 。
关键词 ： 重金属 ； ； 镉 超富集植物 ； 物修 复技术 植 中图分类号 ： １３ Ｑ ４ Ｘ ７ ； ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６４— ３ ９ ２ １ ）６— Ｏ ４— ６ １７ ２ ８ （０ １０ ０ Ｏ ６
优化土壤重金属富集植物筛选流程的研究
优化土壤重金属富集植物筛选流程的研究一、土壤重金属污染现状与研究意义土壤重金属污染是当前全球范围内面临的重要环境问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，大量重金属通过工业排放、农业化肥使用、城市垃圾等途径进入土壤，导致土壤重金属含量超标，严重威胁生态环境和人类健康。
土壤中的重金属如铅、镉、汞和砷等，不仅难以降解，还能通过食物链累积，最终影响人类健康。
因此，研究土壤重金属污染的治理方法，尤其是筛选和培育能有效吸收和积累重金属的植物，对于改善土壤环境质量、保障食品安全具有重要意义。
二、土壤重金属富集植物的筛选标准与方法土壤重金属富集植物是指那些能够通过根系吸收土壤中的重金属，并在体内积累到较高浓度的植物。
这类植物在重金属污染土壤的修复中具有重要作用。
筛选土壤重金属富集植物需要考虑以下几个标准：1. 高吸收率：植物应具有较高的重金属吸收能力，能在较短时间内显著降低土壤中重金属含量。
2. 高积累率：植物体内重金属含量应远高于正常土壤中植物的重金属含量。
3. 生长适应性：植物应具有较强的抗逆性，能在重金属污染的土壤中正常生长。
4. 生物量：具有较大的生物量，以便于在修复过程中收集和处理。
筛选方法包括：- 实验室筛选：通过土壤培养实验，测定不同植物对重金属的吸收和积累能力。
- 现场试验：在实际污染土壤中种植候选植物，评估其修复效果和生长状况。
- 分子生物学方法：利用基因工程等技术，改造植物以增强其重金属富集能力。
三、土壤重金属富集植物的筛选流程优化土壤重金属富集植物的筛选流程优化是提高筛选效率和准确性的关键。
优化流程应包括以下几个步骤：1. 污染土壤样本的采集与分析：选择具有代表性的污染土壤样本，进行重金属含量分析，确定污染程度和主要污染元素。
2. 候选植物的预筛选：根据文献资料和初步实验结果，选择具有潜在重金属富集能力的植物种类。
3. 实验室培养与评估：在控制条件下对候选植物进行培养，测定其对重金属的吸收和积累能力，评估其生长状况。
我国植物对重金属(Cd,Cu,Pb,Zn)富集的研究进展
植物对重金属（Cd，Cu，Pb，Zn）富集的研究进展摘要：我国矿产资源丰富，矿区重金属污染十分严重，Pb、Zn、Cu、Cd 四种重金属的污染在我国极其严重。
利用超富集植物修复矿区重金属污染土壤，较传统方法而言是一种可靠经济安全的技术。
综述了Pb、Zn、Cu、Cd 四种重金属超富集植物，分析了可用于的我国重金属富集植物的分布情况和生活环境，为土壤重金属污染的生态恢复提供参考。
关键词：矿区；重金属污染；超富集植物Abstract：Heavy metal pollution especially Pb， Zn， Cu and Cd is very serious in mine area. Technical use ofhyperaccumulators to restore the contaminated mine soil is feasible and reliable compared with traditional methods. Four kindsof heavy metal hyperaccumulators were reviewed，with analysis of their distributions and habitat，which will offer referencefor remediation of heavy metal polluted soil.Key words：mine area；heavy metal pollution；hyperaccumulators1 重金属超富集植物涵义土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，并通过接触、食物链等途径直接或间接危害人类健康。
据估算，中国每年因重金属污染的粮食达1200 万吨，造成的直接经济损失超过200 亿元。
据环保总局不完全调查，目前中国受污染的耕地约1×107hm2，污水灌溉污染耕地216.7×104hm2，固体废弃物堆存占地和毁田13.3×104hm2，合计约占耕地总面积的1/10 以上。
中国镉超富集植物的物种、生境特征和筛选建议
中国镉超富集植物的物种、生境特征和筛选建议
镉是一种有毒重金属，对人体健康和生态环境造成严重危害。
为了减少镉污染，科学家们一直在寻找能够高效吸收和积累镉的植物。
在中国，已经发现了一些具有超富集镉能力的植物，这些植物在修复镉污染土壤方面具有重要应用价值。
1. 物种：中国镉超富集植物主要包括：水生植物如芦苇、香蒲等；陆生植物如水稻、小麦、玉米等。
其中，芦苇是最具代表性的镉超富集植物之一，其对镉的吸收能力远高于其他植物。
2. 生境特征：镉超富集植物通常生长在镉污染严重的地区，如矿区、冶炼厂周边等。
这些地区的土壤中镉含量较高，但其他营养物质相对较少。
因此，镉超富集植物具有较强的适应性和生存能力。
3. 筛选建议：为了提高镉超富集植物在修复镉污染土壤中的应用效果，可以从以下几个方面进行筛选：
（1）选择生长速度快、生物量大的植物，以提高修复效率。
（2）选择对镉吸收能力强、耐镉性高的植物，以保证其在高浓度镉污染土壤中的存活和生长。
（3）选择对其他重金属也具有超富集能力的植物，以实现多种重金属污染土壤的修复。
（4）选择易于种植和管理的植物，以降低修复成本。
总之，中国镉超富集植物在修复镉污染土壤方面具有巨大潜力。
通过科学合理地筛选和利用这些植物，有望为解决我国重金属污染问题提供有效途径。
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农业环境科学学报2005,24(增刊):330-335J ournal of A gro-Env iron m ent Science重金属超富集植物筛选研究进展常青山,马祥庆(福建农林大学林学院,福建 福州 350002)摘要:综述超富集植物富集重金属的机制、重金属超富集植物筛选研究现状以及螯合诱导技术和基因技术在重金属超富集植物筛选中的应用,针对重金属污染植物修复技术和重金属超富集植物筛选研究中存在的问题,提出了今后应加强的研究工作。
关键词:重金属污染;植物修复技术;超富集植物;螯合诱导技术;基因技术中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1672-2043(2005)增刊-0330-06Advances i n t he R esearch of Selecting Hyperaccum ulatorC HANG Q i ng-shan,MA X i ang-q i ng(Co llege of Forestry,F uji an A g ricu lt ure and F orestry U niversity,Fuzhou350002,Ch i na)Abstrac t:H eavy m eta l po lluti on has become a ser i ous prob le m wh ich is urgent to be so l ved in the w orld.Phytore m ediati on m ay offer a feasi b l e so l uti on to t h is prob l e m as it is safe and cheap co m pa red to traditi onal rem ed i ation techno logy.H ow ever, there are diffi culties i n extensi on of t h is techn i que for its disadvantage such as a lo w bio m ass producti on and so on.So it i s ur-gent t o look for t he suitable hyperaccumu l ato rs w it h h i gh b i omass i n t he field.I mprove m ent o f plants by genetic eng i neer i ng and app licati on o f che l a t o rs to so il a re also feas i ble and effecti ve approach to i ncrease e fficiency o f phy t o rem ed i ation.T he concept o f phy t o rem ed i ation and hype raccu mu l a t o r,the research advances in mechan i s m s of hyperaccu m l a tor,se l ec ti on o f hyperaccu m ula-tors,g ene techn i que and che l a te-enhanced phytore m diati on f o r hype raccumu l a t o rs selecti on are rev i ew ed.T he prob l ems and the fut ure study directi ons in the phyto remed i ation research field are put f o r w ard.In order to enhance bio m ass and accu m ulati on capacity o f hype raccu mu l a tor,it becom esm ore i m portant to i m prove the e ffect o f phy tore m ed iati on si nce so m e hyperaccu m ula-tors grow i ng slo w l y.G ene techno l ogy m ay br i ng the breakthrough for phyto re m ediation technique,som e adv ises on g ene tech-nology i n the future a re suggested i n th i s pape r.K eywords:heavy m etals po ll u ti on;phytore m ediati on;hyperaccu m ulator;che l ate-induced phyto remed i ation;g ene techno l ogy0重金属污染由于其难降解性、易于积累且滞留时间长等特点而成为环境污染治理中的一个棘手难题,而且重金属污染可通过食物链危害人类健康,日本的水俣病(H g中毒)和骨痛病(Cd中毒)即是典型例证。
目前基于机械物理或物理化学原理的传统重金属污染治理方法如土壤冲洗、热处理及电动修复等因成本高、效率低,而且会破坏土壤结构、导致 二次污染 等原因,难以大面积应用。
收稿日期:2005-02-04基金项目:福建省科技厅重大科学基金资助项目(2003I004)作者简介:常青山(1979 ),男,河南林州人,硕士,主要从事重金属污染修复方面的研究。
联系人:马庆祥,E-m a il:m xq@pub li c.fz. f.j cn在这种背景下,对环境扰动少、成本低且能大面积推广应用的重金属污染植物修复技术应运而生。
目前国内外众多学者对重金属污染植物修复技术进行了大量研究,特别是对重金属的超富集植物筛选及其富集机理进行了较深入研究。
本文分别从植物修复技术的概念、重金属超富集植物的特征及其富集机制、螯合诱导技术和基因技术在重金属超富集植物筛选中的应用等方面综述了国内外的研究进展,并在此基础上归纳了当前研究中存在的问题,展望了今后发展趋势。
1重金属污染植物修复技术的概念广义的植物修复技术包括利用植物修复土壤、空气和水体中的有机和无机污染,如土壤中的重金属污染、水体中有机化合物污染、空气中的烟雾污染等。
狭义的植物修复主要指利用植物修复土壤中的有机和无机污染。
通常所指的重金属污染植物修复技术是利用超富集植物(H yperaccum ulators)的提取作用去除土壤中的重金属,即通过重复种植和收获超富集植物将污染土壤中的重金属浓度降到可接受的水平[1]。
根据修复的过程和机理,植物修复技术可以划分为4种类型:植物提取技术(Phytoextrati o n)、植物挥发技术(Phy tovo l a tilization)、植物固化技术(Phytostab iliza-ti o n)和根系过滤技术(Rhizofiltrati o n)。
2重金属超富集植物的特征超富集植物的定义目前采用较多的是B aker和B r ooks1983年提出的参考值,即把植物叶片或地上部分中含Cd达到100m g kg-1,含Co、Cu、N i、Pb达到1000m g kg-1,含M n、Zn达到10000m g kg-1以上的植物称为重金属超富集植物,也称超富集体或超积累植物[2]。
一般情况下重金属超富集植物的认定要考虑3个条件:(1)植物地上部富集重金属的量要达到一定临界标准,在较低污染水平下也有较高的吸收速率;(2)S/R>1(S和R相应代表植物地上部分与地下部分的重金属含量),即植物应有较强的转运能力,一般植物的S/R 0.1;(3)与一般植物相比超富集植物能够忍耐较高浓度的重金属的毒害,一般植物则会发生毒害甚至死亡。
现已发现的Cd、Co、Cu、Pb、N i、Se、M n、Zn超富集植物有400余种,其中73%为N i超富集植物[3]。
常见重金属在土壤和普通植物中的含量以及超富集植物的临界标准见表1[4]。
3重金属超富集植物修复重金属污染的作用机制表1重金属在土壤和植物中的平均浓度以及超富集植物的临界标准(m g kg-1DW)T able1The m ean contents o f heavy me tals in so ils and t heo rd i na ry plants and t he cr iti ca l standard for hype raccumu l a t o rs重金属种类土壤平均浓度植物平均浓度超富集植物临界标准Cd100Cr601000Cu20101000Zn5010010000M n8508010000N i4021000Pb10510003.1络合作用机制通过与植物中对重金属具有高亲和力的大分子(如苹果酸、柠檬酸等)结合形成络合物,可使土壤中自由重金属的浓度降低,从而降低重金属的毒性[5]。
目前研究比较多是植物螯合素(PC s)和金属硫蛋白(MT)。
PCs在植物解Cd毒中起到重要作用,PC s-Cd复合物是Cd从细胞质进入液泡的主要形式[6]。
金属硫蛋白与植物对Cu2+、Zn2+的抗性机制有关,将重金属耐性植物紫羊茅草(F estuca rebra)中克隆得到的m c MT l转入到酵母MT基因缺失突变株中,可增加酵母细胞对Cu、Cd和Pb的抗性[5]。
N i超富集植物A lyss um lesbiacum叶片富集的N i是与苹果酸和柠檬酸形成的络合物,其木质部溢出液中组氨酸与N i 形成的络合物约占溢出液总N i量的40%[7]。
3.2区域化作用机制超富集植物将吸收的重金属离子富集在液泡、细胞壁及叶片表皮细胞的表皮毛等部位[8]。
在水培条件下,超富集植物A.ha lleri中的Zn和Cd在根部主要以Zn/Cd磷酸盐形式累积在表皮细胞的细胞壁中,而在叶部主要贮存在叶肉细胞的液泡内[9]。
超富集植物T.caerulescens叶片中富集的Zn有80%是水溶性的,其中60%的Zn贮存在叶片表皮细胞的液泡中[10]。
N i超富集植物T.goesi n gense叶片中大多数N i 贮存在细胞壁中,其余部分主要以N i-有机酸复合物形式贮存在液泡内,小部分以N i-组氨酸复合物形式存在于细胞质中[11]。
3.3较强的富集吸收能力机制超富集植物与一般植物相比对重金属有着较强的吸收和富集能力。