土壤中铜污染及其超富集植物的修复作用 共48页
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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%
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。
危害人类及动物健康
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。
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
2.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
土壤中铜污染 及其超富集植物的修复作用
1|
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
5|
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
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
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。
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。
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。
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。
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%
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。
危害人类及动物健康
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。
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
2.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
土壤中铜污染 及其超富集植物的修复作用
1|
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
5|
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
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
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。
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。
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。
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。