土壤中铜污染及其超富集植物的修复作用 共48页
利用超富集植物修复重金属污染及环境
利用超富集植物修复重金属污染及环境南开论文年会学生科技论文论文题目：超富集植物修复受重金属污染环境的技术探讨境工姓名：陈爱萍系别：市政与环学校：天津城市建设学院指导教师：吴丽萍申报日期：03.9.19超富集植物修复受重金属污染环境技术探摘要：植物修复是一种利用植物来净化、钝化或固定环境污染物从而去除或减少环境污染的一种环境治理技术。
在受污染的环境中植物对重金属具有特殊耐性和富集能力的“超富集植物”可以迅速将大量的污染物吸收和富集到植物体中并运输到植物上部，通过收获植物、焚烧后回收重金属，从而降低土壤或水体中重金属的含量实现治理的目的。
关键字：超富集植物修复转基因植物二次污染工矿业、冶炼业及电镀业等工业产生的重金属废料排放到水体或积聚在土壤中造成了水体和土壤的污染，同时重金属还在环境中迁移、转化和富集，通过食物链的“生物放大”作用，对人体健康造成极大的威胁。
重金属元素在环境中的自然净化过程十分漫长，一般需要上千年时间，一旦进入环境就很难去除，目前世界上有超过一亿的人口暴露在重金属元素逐渐上升的有毒环境中,其中至少有数百万遭受症状不明显的金属中毒,像日本出现的水俣病和骨痛病就是分别由汞、镉中毒而引起的。
下列是一些典型的重金属元素在大气、水和土壤中的释放量。
几种典型重元素的全球释放量由于重元素的难降解性，对其去除我们必须釆用特殊的方法，传统上处理重金属元素污染的方法是挖掘一个场地将这些受污染的土壤搬运后掩埋，然而这种方式不但费时、耗资，更造成环境再度污染。
从八十年代起，科学家提出了用一些特殊的植物吸收重金属元素的方法来逐渐去除被人为排放到环境中的重金属元素，这些特殊的植物即超富集植物。
超富集植物修复受重金属污染的环境的机理就是将重金属元素从土壤中吸收积聚在植物体内，通过收割植物带走重金属，从而逐步清洁环境。
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。
蕨类植物螟蚣草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。
重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展
第32卷第3期2007年3月环境科学与管理ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT VoI.32No.3Mar.2007收稿日期：2006-10-13项目来源：贵州省教育厅基金和省长基金资助项目作者简介：吴志强（1979-），男，河南省沈丘县人，在读研究生，研究方向：土壤———植物系统重金属污染。
文章编号： 673- （ 007）0 -0067-05重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展吴志强，顾尚义，李海英，王春梅（贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550003）摘 要：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生态技术。
重金属超积累植物及植物修复技术是当前国内外学术界研究的热点领域之一。
植物修复重金属污染的机制主要是植物对污染物的吸收、累积和转化，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。
综述了近十几年来国内外植物修复重金属污染的现状及超积累植物机理，探讨植物修复技术目前尚存在的某些不足及今后努力的方向。
关键词：土壤重金属污染；植物修复；超积累植物中图分类号：X53文献标识码：APhytoremediation of Heavy MetaI S -Contaminated SoiIsand Hyper -AccumuIator s Research AdvanceWu Zhigiang ，Gu Shangyi ，Li Haiying ，Wang Chunmei（CoIIege of Resources and Environment ，Guizhou University ，Guiyang 550003，China ）Abstract ：Phytoremediation is an ecoIogicaI technigue used to cIean poIIuted soiIs by heavy metaIs.The study on phytoreme-diation and hyperaccumuIator is one of the hot fieIds of academic research worIdwide.The mechanism of phytoremediation for soiI poIIuted by heavy metaIs is that pIants absorb ，accumuIate and transIate poIIutants.Phytoremediation has many advantages such as Iow cost ，no worsening the ecoIogicaI environment of soiIs and rivers and no recontamination.Reviewed the actuaIity of phytoreme-diation of soiI poIIuted by heavy metaI and the study of mechanism on hyper -accumuIator in past ten years ，and discussed some shortage of the technoIogy stiII exist currentIy on phytoremediation and direction of deveIopment.Key words ：heavy metaIs contaminated soiI ；phytoremediation ；hyperaccumuIator最近十几年土壤污染已经引起了公众的广泛关注。
铜矿生态修复措施
铜矿生态修复措施概述铜矿的开采和加工过程对环境造成了较大影响，导致土地破坏、水资源污染、生物多样性丧失等问题。
为了减轻这些负面影响，人们采取了一系列的生态修复措施，以恢复和维护铜矿区的生态系统。
本文将介绍一些常用的铜矿生态修复措施。
土壤修复1. 土壤污染评估在进行土壤修复前，需要先对铜矿区的土壤污染进行评估。
通过采集土壤样品，测试土壤中的重金属含量和其他有害物质的浓度，以确定修复措施的需求和目标。
2. 土壤改良针对土壤中的重金属污染问题，可以采取土壤改良的措施。
例如，引入合适的生物，利用它们的生物化学作用降解或转化土壤中的有害物质。
此外，添加适量的有机质和肥料，可以改善土壤结构，增加土壤肥力，进而提高植被生长和土壤自身的自然修复能力。
3. 植物修复植物修复是一种常见且有效的土壤修复方法。
通过选择适应铜矿区环境的植物物种，种植它们来吸收和蓄积土壤中的重金属。
这些植物被称为超累积植物，它们可以吸收并积累土壤中的重金属，从而将其从土壤中去除。
一旦这些植物生长周期结束，它们可以通过采集和处理来减少土壤中的重金属浓度。
4. 绿化造林通过绿化造林活动，可以在铜矿区域内种植各种树木和草本植物，以恢复土地的植被覆盖和生物多样性。
这些植物能够改善土壤质量，减少侵蚀和水土流失，并提供栖息地，吸收大气中的二氧化碳，减少温室气体排放。
此外，造林还可以改善空气质量和人们的生活环境。
水体修复1. 水质监测在进行水体修复前，必须对铜矿区域内的水体进行全面的监测和评估。
通过检测水中的重金属含量、PH值、溶解氧和有机物质等指标，可以了解水体的污染程度及其对生物的影响。
2. 沉淀池建设为了减少水体中的重金属含量，可以在铜矿区域建设沉淀池。
在沉淀池中，通过调整水体的流速和水流方向，使重金属离子沉淀成颗粒状固体物质，从而最大程度地降低水中的重金属浓度。
3. 水生植物净化水生植物对水体中的重金属和有机污染物具有吸附和吸收的能力。
通过种植适宜的水生植物，可以将水体中的污染物吸附和转化为植物组织中的有机物或固体颗粒物，并净化水体。
植物对重金属污染的生态修复研究
植物对重金属污染的生态修复研究随着城市化和现代化的加速发展，重金属污染已成为世界性的环境问题。
重金属污染对环境和人类健康产生了严重的影响，需要采取有效措施进行治理。
植物作为自然界中的重要组成部分，被广泛应用于重金属污染的生态修复研究。
本文将针对植物对重金属污染的生态修复研究展开探讨。
一、植物对重金属的响应机制植物生长过程中，受到重金属等污染物的影响，会发生一系列响应机制。
植物在受到重金属污染时，通常会产生以下几个响应机制：1、生理响应：植物对重金属的生理响应包括产生生长抑制、离子平衡失调、光合活性下降等现象。
例如，在重金属污染土壤中生长的植物，其叶片通常会出现氧化损伤、叶绿素降解等生理现象。
2、形态响应：植物对重金属的形态响应包括根系扩张、根系表面的分泌物增多等现象。
例如，在重金属污染土壤中生长的植物，其根系通常会比正常植物更为发达，以进一步增加吸收重金属的面积。
3、分子响应：植物对重金属的分子响应包括过氧化物酶活性增加、多酚类化合物含量增加等现象。
例如，在重金属污染土壤中生长的植物，其离子通常会参与到细胞内的一系列化学反应中，增加多酚类化合物的合成和生物膜的稳定性。
二、植物对重金属污染的生态修复应用重金属污染的生态修复应用，主要是通过各种植物的生态功能以及生长特征，对重金属污染土壤进行修复。
目前，被广泛使用的生态修复菜单包括：耐性植物、修复植物、可食用植物和草本植物。
1、耐性植物：耐性植物是指一类能够在重金属污染的土壤中存活、生长的植物。
耐性植物通常具有各种形态和分子适应性的响应机制，比如对于重金属离子的吸收量相对较低，能够快速积累重金属等特性。
耐性植物通常被用于重金属污染区域的植被恢复和土壤保护等工作中。
2、修复植物：修复植物是指一类能够在重金属污染土壤中生长，且积累重金属，减少土壤中重金属含量的植物。
修复植物通常具有快速生长、大量吸收污染物的特征。
修复植物被广泛用于重金属污染土壤的生态修复中。
超积累植物修复重金属污染土壤的研究进展
超积累植物修复重金属污染土壤的研究进展杜俊杰;周启星;李娜;吴建虎【摘要】土壤重金属污染是当今环境污染中的严峻问题,危害人类食物链安全和身体健康;利用超积累植物的提取作用对重金属污染的土壤进行原位修复是比较理想的解决办法.为全面深入了解超积累植物对重金属污染土壤的修复机理,提高超积累植物的修复效率,从超积累植物的评定标准、解毒机制和品种筛选等方面进行综述,对植物修复的局限性和未来研究趋势进行展望.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】9页(P64-72)【关键词】超积累植物;重金属污染;筛选;植物修复;强化措施【作者】杜俊杰;周启星;李娜;吴建虎【作者单位】山西师范大学食品科学学院,山西临汾041004;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;山西师范大学食品科学学院,山西临汾041004;山西师范大学食品科学学院,山西临汾041004【正文语种】中文【中图分类】S154.4植物修复是指利用植物把土壤基质中的有害外来物质固定、降解或提取出来的技术[1]，植物修复可以划分为5种类型，即植物固定、植物提取、植物根际过滤、植物挥发和植物降解[2]。
对于受重金属污染的土壤，植物提取是一种最有效的植物修复方式。
植物提取就是利用超积累植物从被污染的土壤中提取重金属并将其富集和转移到相对容易处理的地上部分[3-4]。
据文献报道，目前有超过500种的超积累植物品种，占所有被子植物品种的0.2%左右，其中很大一部分为Ni超积累植物[5]。
但是，仍然有很多具有超积累重金属特性的植物品种还未被证实[6]。
而且，许多超积累植物生长速度慢，生物量低，导致其修复污染土壤的效率较低[7]。
因此，继续筛选高效的超积累植物品种和探索新的筛选方法对重金属污染土壤的修复具有重要意义。
为全面深入了解超积累植物对重金属污染土壤的修复机理，提高超积累植物的修复效率,笔者从超积累植物的评定标准、解毒机制和品种筛选等方面进行综述，并对植物修复的局限性和未来研究趋势进行展望。
超积累植物在重金属污染土壤修复中的应用_李东旭
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李东旭，文 雅 超积累植物在重金属污染土壤修复中的应用
本刊 E-mail:bjb＠sxinfo．net 综 述
前对超积累植物的开发除了通过野外寻找外，不少研究者逐渐
将研究方向转至通过遗传工程和基因工程开发新的超积累植物
这一研究领域。比如将超积累植物与生物量高的亲缘植物通过
杂交的方法，筛选出能吸收、转移和耐受重金属的作物和草类。
（下转第 228 页）
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李东旭，文 雅 超积累植物在重金属污染土壤修复中的应用
本刊 E-mail:bjb＠sxinfo．net 综 述
植物吸收是一种集永久性和广域性于一体的植物修复途 径。植物吸收是利用一些积累或超积累植物对重金属大量吸收 并将其积累在地上部分，通过收获地上部分即可减少其在土壤 中的含量，而超积累植物是这一技术的关键。本文将从超积累植 物的特征、目前的物种资源、开发现状以及应用前景的展望等几 个方面进行论述。
现的主要超积累植物见表 2。
表 2 我国发现的主要重金属超积累植物
元素 元素质量分 种类 数（/ mg/kg）
典型超积累植物及物种名
天蓝遏蓝菜（ Thlasp icaerulenscens）、东南景天（ Se－
dum alfredii Hance）、芥菜型油菜（Brassica juncea）、 Cd ＞100
参考文献
3.4 我国政府网站建设的对策
［1］ 商晓帆.从政府信息公开的角度看政府信息资源建设［J］.图
杨秀丹、刘振兴针对我国政府网站建设中信息分类导航、服 书馆学研究，2006（11）：61－62.
务内容、集成度等方面不足提出的对策是：第一，融入新的学 ［2］ 刘焕成. 我国政府信息公开制度研究 ［J］. 图书情报知识，
土壤中铜污染及其超富集植物的修复作用
生物修复技术：
生物修复技术是目前研究最为火热且最有发展前景的方法
3.3 生物修复技术
植物修复技术是指 利用植物及其根际 微生物体系的物理、 化学或生物过程来 吸收、挥发、转化、 降解或固定土壤污 染物的一种原位生 物修复技术 动物修复技术是指 土壤动物群（如蚯 蚓等）通过直接的 吸收、转化和分解 或间接的改善土壤 理化性质，提高土 壤肥力，促进植物 和微生物的生长等 作用而修复土壤污 染的过程
植物挥发
利用植物根系分泌的 一些特殊物质使土壤 中的重金属转化为可 挥发态，或者植物吸 收土壤中的重金属至 体内后将其转化为气 态物质释放到大气中， 从而净化土壤。
植物固化
植物利用其自身的 机械稳定和沉淀作 用固定土壤中重金 属，降低重金属毒 性并防止其进入水 体和食物链，从而 降低对环境的污染。
植物提取技术是目前研究最为广泛ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ最有发展前景的方法
3.4 植物修复技术
直接将特定植物种植在重金属污染区域，植物对土壤中污染元素有 特殊的吸收和吸附能力，直接吸收污染元素，将其从土壤中带走，达到 污染治理与生态修复的目的
3.4 植物修复技术
根据作用机理可将植物修复技术分为：
①植物提取；②植物挥发；③植物固化；④根际过滤；⑤植物降解
植物提取
利用重金属富集能力 较强的植物-超富集 植物的根系吸收污染 土壤中的重金属，转 移并储存在地上部分， 随后收获地上部分并 集中处理。
4.4 几种铜超富集植物
目前对于植物富集铜有过不少报道,并已发现绝大多数的铜积累和超富 集植物主要集中在唇形科、石竹科、马齿觅科、豆科、禾本科、漆树科和 马鞭草科等。发现的指示植物有酸模、女娄菜、宽叶香薷、海州香薷、小 头寥等。在我国现已发现的铜矿指示植物中,一些植物中铜的含量已达到超 积累水平,表现出超积累特征,如鸭跖草、海州香薷以及蓖麻。
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
植物对重金属污染的响应与修复
植物对重金属污染的响应与修复植物是地球上最早的生命形式之一，拥有特殊的适应能力，可以对环境变化做出响应并进行修复。
然而，当环境受到重金属污染时，植物面临着巨大的挑战。
本文将探讨植物对于重金属污染的响应及其修复机制。
一、植物对重金属污染的响应重金属污染是指环境中富集的铅、镉、汞等重金属元素对生物体产生的危害。
当植物遭受重金属污染时，它们会采取一系列的防御措施来应对。
1. 根系策略植物的根系起到吸收水分和养分的作用，同时也是与土壤中重金属元素相互作用的关键部位。
当土壤中存在过量的重金属时，植物的根系会发生一系列变化。
首先，根系会增加分泌物的产生，形成根系附近的重金属污染隔离层。
其次，根毛数量和长度会增加，以增强根系对周围土壤中重金属的吸收能力。
最后，根系还可能调节自身的代谢活性，以尽量减少重金属的吸收。
2. 细胞层面策略当重金属进入植物体内后，它们会与细胞进行相互作用。
植物会通过改变细胞壁的组成来减轻重金属的侵害。
有些植物会增加细胞壁中纤维素的含量，以增加细胞壁的硬度和稳定性，从而降低重金属的渗透。
3. 生理层面策略植物通过调节自身的生理过程来应对重金属污染。
例如，植物会增加抗氧化酶的活性，以降低重金属引起的氧化应激。
此外，植物还会增加抗胁迫分子的合成，以提高其对重金属的耐受性。
二、植物对重金属污染的修复植物不仅可以应对重金属污染，还可以通过修复机制来减轻污染对环境的影响。
1. 蓄积植物可以通过吸收和积累重金属元素来减少环境中的污染。
这一过程称为蓄积。
蓄积通常发生在植物的根系和地下部分。
一些植物具有较强的重金属蓄积能力，可以将污染物质转化为植物组织中的无毒或相对无毒形式。
2. 转运植物不仅可以吸收和积累重金属元素，还可以通过转运机制将这些元素从根部输送到地上部分。
这个过程被称为转运。
通过转运，植物可以将重金属分布到不同的组织中，从而减轻其对特定组织的损害。
3. 损害限制植物可以通过损害限制来减轻重金属污染对自身造成的危害。
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。
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
植物修复技术在重金属污染土壤中的应用
植物修复技术在重金属污染土壤中的应用引言由于现代工业的快速发展及农药的广泛使用，大量的汞、镉、铅等重金属造成土壤污染日趋严重。
全世界每年排放Hg约1．5万t，Cu40万t，Pb500万t，Mn1500万t，Ni100万t。
据我国农业部的调查，我国遭受重金属污染的土地面积占污水灌区总面积的64.8％，一些地方生产的粮食、蔬菜、水果等食物中重金属含量超标或接近临界值。
这些农产品中的重金属通过食物链富集到人或动物体中，危及人类的生命和健康，同时导致大气、水体污染和生态系统退化等其他次生生态问题。
土壤重金属污染已引起许多国家的高度重视，各种土壤修复技术陆续出现。
植物修复技术是成本低、效果好、无二次污染的绿色技术，较之传统的修复方法更符合可持续发展污染治理模式，有着很好的发展前景。
1土壤重金属污染的植物修复技术治理土壤重金属污染的原理大致有两种，一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性，二是从土壤中去除重金属。
为了降低和消除重金属的危害，常用治理重金属的方法有物理法，即电化法、玻璃化技术和提取法等；化学法，即添加土壤改良剂、淋洗法等；农业生态工程法，即客土法、排土法和水洗法；植物修复法等。
本文主要对植物修复技术进行探讨。
2植物修复技术植物修复是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化处理)后即可将该重金属从土体中去除，达到治理污染与生态修复的目的。
2．1植物修复技术分类2．1．1植物提取利用重金属富集能力较强的植物，通过吸收和运转将重金属转移并储存在地上部分，最终通过收获地上部分集中处理来达到减少土壤重金属含量的目的。
植物提取的关键要求所用的植物能在体内积累高浓度的污染物；能同时积累多种重金属；生长快，生物量大，抗病能力强。
2．1．2植物稳定利用植物吸收和植物根际作用使土壤中污染物转化为相对无害物质。
土壤中铜污染及其超富集植物的修复作用PPT课件
2.5 我国土壤铜污染现状
从图中可以看出，其中 7 个地方的总铜含量低于 国家土壤环境质量二级标 准的水平（50mg/kg）， 而海口的铜含量高于该标 准。这说明我国各地表层 土壤中铜的含量都未达到 污染的水平，而海南岛可 能受到独特的地质和气候 条件的影响，表层土壤中 铜的含量较高。
积累水平,表现出超积累特征,如鸭跖草、海州香薷以及蓖麻。
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4.5 海州香薷及鸭跖草富集铜的分布和机理
分布 细胞壁是鸭跖草根中铜结合的主要位点 。而在叶中 ,铜主要分布
在含核糖核蛋白体的细胞溶质部分中, 在茎中 ,随铜浓度提高 ,铜向含 核糖核蛋白体的细胞溶质部分的分配增加。
海州香薷吸收大量的铜主要分布在根部, 根系所吸收的铜主要积 累在细胞壁 ;随着铜处理时间和处理浓度增加 ,海州香薷根系和地上
总体来看，南部地区的铜含量高于北部，西部高 于东部。
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2.6 土壤重金属污染的特性
1 隐蔽性
土壤重金属污染具有很强的隐蔽性，人们很难直观的发现， 只有对土壤样品进行化学分析和对农作物残留物进行检测，才 能了解土壤的污染情况。
2 不可逆性
由于重金属在土壤中积累到一定程度时，便引起土壤结构和 功能的变化，且由于重金属很难降解。 因此，一旦污染很难恢 复原状。
长期接触铜容器,管道或阈门,酸性食物和饮料能溶解毫克量的铜,这足以 引起恶心,呕吐和腹泻。
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2 土壤铜污染现状 第8页/共47页
2.1 土壤中铜的来源
铜在岩石圈中的含量仅次于锌，列第 26 位，含量约为 70mg/kg。地壳中铜的含量为24-55mg/kg。
原生次生矿物
铜能形成多种矿物，常见原生矿物中以硫化物状 态存在，在风化的过程中这些矿物很容易溶解而 释放出铜离子。大部分土壤中，铜来自于土壤中 原生矿物和次生矿物，平均 20-30mg/kg 之间。
超积累植物和污染土壤修复
• 第一种情况（连续植物提取）：植物在整个生命周期中都能吸 收、转运、积累和忍耐高含量的重金属。
• 第二种情况：某些植物只能在一段时期内吸收重金属，或整个 生命期中都吸收但吸收量很低。
1 植物提取
>植物提取技术与其他修复模式的区别之处在于重金属地上 部分含量的不同。 >因而植物提取技术要求植物能从根部吸收重金属离子，还 能有较高的地上部分转运能力。
1 植物提取
• 植物提取例子
印度芥菜在高浓度可溶性Pb 营养液中培养一段时间后,茎 中Pb含量达到1.5％；
印度芥菜还能吸收积累Cr、 Cu、Zn、Cd 、Ni等重金属。
1 植物提取
• 重金属超积累植物 为植物修复的核心部分，最早的
概念于1977年Brooks提出，现在接近成熟。
>超积累植物地上部分的重金属含量是同等生境条件下其他 普通植物含量的100倍以上； >在污染地生长旺盛，生物量大，能正常完成生活史； >富集系数(BCF)和转运系数(TF)都大于1。一般而言，植物 体内重金属临界含量为Zn：10000mg／kg，Cd：100mg／ kg，Au：1mg ／kg，Pb、Cu、Ni、Co均为1000mg／kg。
防止 污染物质扩散、迁移
4 植物降解过滤
>含义：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。
如六价Cr生物有效性最强，通过植物根系的降解作用后变成 低价态的三价Cr，毒性大大减弱．
>植物的降解作用与根际土壤环境密切相关。根际分泌物的存在， 使土壤理化性质，如pH值、氧化还原电位、微生物组成等显著 改变．
Thank you!
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2.5 我国土壤铜污染现状
从图中可以看出，其中 7 个地方的总铜含量低于 国家土壤环境质量二级标 准的水平（50mg/kg）， 而海口的铜含量高于该标 准。这说明我国各地表层 土壤中铜的含量都未达到 污染的水平，而海南岛可 能受到独特的地质和气候 条件的影响，表层土壤中 铜的含量较高。
总体来看，南部地区的 铜含量高于北部，西部高 于东部。
1.2 铜的化学性质
原子序数 29 元素符号 CU 摩尔质量 63.5g/mol
常见化合价为 +1 CuCl、Cu2O、Cu2S +2 CuCl2、CuSO4、Cu2(OH)2CO3
1.3 铜的常见用途
电器和电子市场：电线、母线、变压器绕 组、重型马达 工业机器和设备：工业阀门和配件、 仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵 等
冶炼工业制造 金属冶炼，工业制造，电镀工业，电子制造业等
每年会产生大量的铜污染废料。
随着农业中含铜农药化肥的大量使用，以及农田
污水污泥灌溉 污泥施用、污水灌溉使一些地区出现土壤铜污染
的现象。
2.2 土壤中铜的形态
土壤中铜的存在形态一般可以分为：可交换态、碳酸盐结 合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态
1.5 铜摄入过量对人体的危害
铜摄入过量（64mg/d）：
导致中毒，症状包括反胃、恶心、呕吐、腹泻。其它严重症状包 含血尿、黄疸、寡尿。铜摄入量超过正常摄取量的1000倍则有致命的 风险。
铜摄入过量主要表现为Wilson氏征：
会引起胆汁排泄铜的功能紊乱。组织中铜的滞留，沉积于肝脏则引起慢性 活动性肝炎；沉积于脑部出现小脑性运动失常和帕金森综合征；沉积于肾 则引起肾小管中毒表现，出现蛋白尿、血尿等；沉积在角膜可在后弹力层 上出现铁锈样环。
长期接触铜容器,管道或阈门,酸性食物和饮料能溶解毫克量的铜,这足以 引起恶心,呕吐和腹泻。
2 土壤铜污染现状
2.1 土壤中铜的来源
铜在岩石圈中的含量仅次于锌，列第 26 位，含量约为 70mg/kg。地壳中铜的含量为24-55mg/kg。
原生次生矿物
铜能形成多种矿物，常见原生矿物中以硫化物状 态存在，在风化的过程中这些矿物很容易溶解而 释放出铜离子。大部分土壤中，铜来自于土壤中 原生矿物和次生矿物，平均 20-30mg/kg 之间。
2.4 土壤铜的环境质量标准
一级标准为保护区域 自然生态、维持自然背景 的土壤环境质量的限制值；
二级标准为保障农业 生产、维护人体健康的土 壤限制值；
三级标准为保障农林 业生产和植物正常生长的 土壤临界值
《土壤环境 质量标准》 （GB15618
-2019）
2.5 我国土壤铜污染现状
从污染分布情况看， 南方土壤污染重于北方； 长江三角洲、珠江三角 洲、东北老工业基地等 部分区域土壤污染问题 较为突出，西南、中南 地区土壤重金属超标范 围较大；镉、汞、砷、 铅 4种无机污染物含量 分布呈现从西北到东南、 从东北到西南方向逐渐 升高的态势。
2.6 土壤重金属污染的特性
1 隐蔽性
土壤重金属污染具有很强的隐蔽性，人们很难直观的发现， 只有对土壤样品进行化学分析和对农作物残留物进行检测，才 能了解土壤的污染情况。
铜元素在机体运行中具有的作用：
铜在人体内含量约100～150mg，血清铜正常值1～1.2μg/ml， 铜是人体中含量位居第二的必需微量元素。含铜的酶有酪氨酸酶、 单胺氧化酶、超氧化酶、血铜蓝蛋白等。
铜对血红蛋白的形成起着活化的作用，它促进铁的吸收和利用， 在传递电子、弹性蛋白的合成、嘌呤代谢、磷脂及神经组织形成 方面有重要意义。铜还是机体内蛋白质和酶的重要组成部分，许 多重要的酶需要微量铜的参与和活化。
国防工业：用以制造子弹、炮弹、枪炮零件
轻工业：钟表机芯、造纸机的网布、 辊轮、印刷铜版 农业生活：波尔多液、泳池消毒剂
1.4 铜对人体健康的影响
铜是人体必需的微量元素：
铜对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以 及大脑、肝脏、心脏等内脏的发育和功能有重要影响。人体缺乏 铜会引起贫血，毛发异常，骨和动脉异常，甚至脑障碍。但如过 剩，会引起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍。
2 降低农产品的产量和品质 当土壤中铜含量超过一定值时，就会抑制作物生长，并导致减产。 究表明随着重金属铜等浓度的增加，作物生长量下降。高铜对农作物生 长势、微量元素含量、细胞膜透性及光合作用都有不利的影响。
危害人类动物健康
3 铜可通过食物链传递以及直接暴露危害人体健康。过量的铜将导致 人体粘膜的刺激和腐蚀，并引起中枢神经系统及肝、肾中毒。铜在人 体肝脏内大量积累，会产生名为“肝痘”的铜代谢疾病。
全国土壤污染状况调查公报
2019 年 4 月至 2019 年 12 月，首次全国土壤污染状况调查。调查范围为 中华人民共和国境内的陆地国土，调查点位覆盖全部耕地，部分林地、草地、 未利用地和建设用地，实际调查面积约 630 万平方公里。调查采用统一的方 法、标准，基本掌握了全国土壤环境质量的总体状况。
这些形态之间是相互联系的，在一定的条件下，它们之间还可以 互相转化，土壤的pH、铜的含量、有机质含量、氧化物形态及其含
量和植物根系都会影响到铜形态的变化。通常残渣态铜被视作无效
态，生物有效性较低，对动植物机体的影响最小。
2.3 土壤铜污染的危害
降低土壤生物活性和土壤肥力
1 研究表明，投加铜等重金属能显著降低土壤微生物生物量、微生物 呼吸强度和脱氢酶活性，尤其以脱氢酶活性指标比较有规律，该指标代 表土壤生物活性总体水平。当投加铜的浓度为允许量的 4.9 倍时土壤微 生物量减少 51%
土壤中铜污染 及其超富集植物的修复作用
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研究背景
目 录
2| 土壤铜污染现状 3| 土壤铜污染修复方法 4| 超富集植物修复作用
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总结与展望
1 研究背景
1.1 铜的物理性质
熔点 沸点
1083.4℃ 2567℃
密 度 8.960g/cm³
铜单质在常温下呈现（紫）红色 铜的延展性好，1g的铜可以拉成3000m长的细丝，或压成 10多平方米几乎透明的铜箔导热性和导电性高 铜合金机械性能优异，电阻率很低，仅次于银，但比银要 便宜得多