水生植物富集重金属 综述
水生植物治理水体重金属污染的研究进展
现代农业科技2023年第11期资源与环境科学水生植物治理水体重金属污染的研究进展俞文钰1，2郝桐锋1，2南海林2张树林1张清靖1，2*（1天津农学院水产学院/天津市水产生态及养殖重点实验室，天津300384；2北京市农林科学院水产科学研究所/渔业生物技术北京市重点实验室，北京100068）摘要为了更好地解决水体重金属污染问题，本文分析了水体重金属污染的来源及其危害，综述了4种水生植物（挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物）在水体重金属污染治理中的作用方式，重点阐述了不同水生植物对水体重金属的富集效果及其机制，最后提出了进一步开展水生植物治理水体重金属污染的研究方向。
关键词水生植物；重金属污染；污染治理；根系分泌物；根际促生菌中图分类号X5文献标识码A文章编号1007-5739（2023）11-0156-03DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.11.040开放科学（资源服务）标识码（OSID）：水是人类不可或缺的宝贵资源。
随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，人类的一些生产活动又造成了水体污染。
其中，水体重金属污染问题受到广泛的关注。
重金属离子多以高毒性价态存在，并且具有富集性，很难通过水体自然净化而使毒害得到降低或消除，从而对动物、植物以及人类造成严重危害。
相对于物理和化学等方法治理水体重金属污染，利用水生植物治理具有环保、绿色、经济等优势。
但不同植物对不同重金属水体污染治理效果不同[1-3]，且水生植物治理水体重金属污染过程中影响因素较多，特别是根系分泌物及微生物在水生植物治理过程中发挥重要作用[4]。
因此，本文在分析水体重金属污染的来源及其危害的基础上，综述了4种不同类型水生植物对水体重金属污染的治理效果和机制，以期为水生植物在水体重金属污染治理中的应用提供参考。
1水体重金属污染的来源及其危害1.1来源重金属是自然界中不可缺少的元素，大多存在于矿物质和各种岩石之中，且其含量占比很少，不足0.1%[5]。
水生植物修复富营养化水体应用研究综述
水生植物修复富营养化水体应用研究综述刘建英，周湘灿（江苏农林职业技术学院，江苏镇江212400）首先对水体富营养化现象以及水生植物修复富营养化水体进行了概述，然后重点阐述了水生植物修复机理及具体应用（包括污水净化应用、湿地生态修复应用、生物浮床技术应用），最后从5个方面指出未来水生植物修复水体技术的应用研究重点。
水生植物；富营养化；修复响，以江苏南部区域为例，适生的挺水植物有黄菖蒲、香蒲、芦苇、千屈菜、旱伞草、荷花等；浮水植物有睡莲、芡实、萍逢草、莼菜、凤眼莲等；沉水植物有苦草、黑藻、轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻、菹草等。
不同水生植物种类、不同水生植物种类组合等都将影响修复的效果。
2水生植物修复机理2.1水生植物根区法修复原理德国学者Kickuch 在1977年首次提出根区法理论，以后的水生植物修复水体的机理都是以此为核心，并在这个基础上发展而来。
水生植物利用根区生化效应修复水体的原理包括2个方面。
一方面，它们从地上部分吸收氧气并将其输送到根部，由植物的根细胞扩散到根部，在地下形成一个好氧的微环境。
好氧微生物在好氧环境中繁殖，分解有机物。
另一方面，在根较少的地方形成厌氧区和兼氧区，有利于硝化与反硝化wt 作用，达到脱氮除磷的目的。
2.2水生植物的吸收、吸附和过滤作用水生植物需要吸收大量的N 、P 等营养元素以满足其生长，其发达的根系对水体中氮磷的富集与转移具有良好的效果[11]。
同时，水生植物通过植株对污染物质的吸附和过滤作用实现水体的部分净化作用。
2.3水生植物对藻类的抑制作用水体中浮游藻类的过度生长会导致水体富营养化，而水生植物与浮游植物相比，在养分与光能的利用上具备竞争优势。
在生长过程中，水生植物的生命周期长，植株体积大，吸收和贮存养分的能力强，能较强地抑制浮游藻类的生长[12]，具有一定的克藻效应[13]。
3水生植物修复的具体应用3.1污水净化应用纽约州农业和生物科学院的Willian J.Jewell 认为，以水生植物为基础的生态处理系统的净化效果与典型的生化处理系统相同[14]。
水生植物对水体净化研究综述
水生植物对水体净化研究综述水生植物是生活在水中的植物，它们对水体起着非常重要的作用，可以净化水体、改善水质、维持水生态系统的稳定。
随着人类活动的增加和城市化的进程，许多水体受到了各种污染，而水生植物的作用在这个过程中显得非常重要。
本文将从水生植物对水体净化的机制、影响因素和应用前景等方面进行综述。
水生植物对水体净化的机制主要包括物理净化和生物净化两个方面。
1. 物理净化：水生植物具有吸附、沉淀、拦截等功能，在水体中起到一些物理性的净化作用。
水生植物的根系能够吸收水中的有机物、重金属、营养盐等污染物质，植物叶片能够吸附悬浮物和颗粒物，从而净化水体。
2. 生物净化：水生植物还能通过生物作用，对水中有机物、营养盐等进行降解和转化，起到生物净化的作用。
植物根系中的微生物群落对有机物分解有着显著的促进作用，通过植物的呼吸作用，还能够将水体中的二氧化碳转化为植物生长所需的有机物质，从而净化水体。
水生植物对水体的净化作用包括吸收、吸附和降解三个方面，通过这些作用使水体中的污染物质得到去除或转化，从而改善水质。
二、水生植物对水体净化的影响因素1. 水生植物的种类：不同种类的水生植物对水体的净化效果有所不同，一些特定的水生植物具有更强的吸附能力和生物降解能力，能够更好地净化水体。
2. 水体的环境条件：水体的温度、光照、营养盐含量、溶解氧含量等环境条件对水生植物的生长和净化效果都有着重要的影响。
适宜的环境条件能够促进水生植物的生长和代谢活动，从而增强其对水体的净化效果。
3. 水生植物的数量和密度：适当的水生植物数量和密度能够提高其对水体的净化效果，但是过高的密度则可能影响水生植物的生长和净化效果。
4. 水体的污染程度：水体的污染程度越高，水生植物对其净化的作用就越重要。
但是在污染程度过高的水体中，水生植物的生长和净化能力也会受到一定程度的限制。
以上因素都对水生植物对水体净化的效果有着重要的影响，因此在实际的水体净化工程中需要综合考虑这些因素，制定合理的水生植物利用方案。
水生植物对水体质量修复提升的研究综述
水生植物对水体质量修复提升的研究综述水生植物是一类适应水生环境的植物，具有较强的水分利用能力和吸附污染物质的能力。
通过吸收水中的营养元素和有毒物质，水生植物能够修复水体质量，提高水体的环境质量。
本文将综述近年来关于水生植物对水体质量修复提升的研究。
水生植物对水体质量修复方面的研究主要集中在以下几个方面：富营养化的水体、有机污染物质和重金属。
富营养化是指水体中多种营养元素含量过高，容易引起水体富营养化现象。
水体富营养化会导致水体藻类大量繁殖，产生藻华，影响水质安全。
近年来，一些研究表明，水生植物可以通过吸收水体中的营养元素，如氮、磷等，降低水体中的营养盐含量，从而减缓水体富营养化的程度。
水生植物还能通过改善水体的氧气含量，提高水体的透明度，减少藻类生长，从而提高水质安全。
水生植物还能够吸附有机污染物质，减少水体中有机污染物的含量。
有机污染物主要包括油类、农药和工业废水等。
研究表明，水生植物能够通过吸附有机污染物质，减少水体中有机污染物的浓度，从而提高水体的环境质量。
水生植物还能够通过释放一些具有昆虫杀菌作用的化合物，抑制水体中有毒菌类的繁殖，减少水体的污染。
水生植物对水体质量修复提升的研究还包括重金属的吸附。
重金属是指相对密度大于4.5的金属元素，其在水体中的超标容易对生物体造成危害。
研究表明，水生植物对一些重金属具有很强的吸附能力，能够通过吸附水体中的重金属元素，减少水体中重金属的含量，提高水体的环境质量。
水生植物还能够通过吸收水体中的重金属元素，减少其在水体中的毒性，避免对生物体造成危害。
水生植物对水体质量修复提升有重要的作用。
通过吸收水中的营养元素和有毒物质，水生植物能够提高水体的环境质量，减少水体的污染。
目前对于水生植物对水体质量修复提升的研究还有一些不足之处，需要进一步深入研究。
未来的研究需要进一步完善研究方法，探索更有效的水体修复技术，为水体的环境质量提供更好的保障。
大型水生植物对重金属的富集能力研究
大型水生植物对重金属的富集能力研究作者：李先会等来源：《安徽农学通报》2014年第12期摘要：通过对太湖地区大型水生植物中重金属含量的测定，描述了太湖水生植物中重金属元素（Zn，Cu，Pb，Ni，Cr，Mn）的含量以及不同生活型的水生植物对重金属的富集能力。
结果表明：太湖水生植物中重金属的含量北部较高，结合前人的研究可以反映出太湖东部的水质、底泥等的环境状况较差。
关键词：太湖；水生植物；重金属：富集中图分类号 X503 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-32-031 引言太湖是我国五大淡水湖之一，太湖流域是我国经济高速发展的地区之一。
然而，20世纪70年代以来，随着工农业生产的发展，排入太湖内未经处理的工业废水、农业污水以及生活污水不断增加[1-3]，太湖水体污染日益严重。
随着污染物的排放，带入太湖大量重金属物质，这些重金属多具有环境危害持久性、地球化学循环性和生态风险性等特点[1]。
湖泊水生生物是湖泊生态系统的重要组成部分，对物质循环、元素迁移及污水净化等起着重要作用。
大量研究表明：环境中重金属的含量与植物组织中重金属的含量呈正相关[4-6]，植物组织中很多元素的含量是环境中元素含量的几十倍甚至是上百倍，因此可以通过分析植物体内的重金属水平来指示环境中的重金属水平[7-10]。
水生植物吸收的重金属主要来源于水生植物生长的沉积泥和水环境中，研究证实，水体、底质中重金属浓度增加，水生植物重金属含量也随之增加。
植物的重金属富集水平与其生长环境的重金属浓度相关性较明显，环境背景中重金属含量水平越高，植物富集重金属的含量水平也越高[11]。
但当土壤中的重金属含量超过一定限度时，植物中的重金属含量也将达到一定的限度而不再上升。
2 采样与实验方法2.1 采样点根据前人对太湖水生植被的调查资料[12-13]，在太湖沿岸地区，选取了20个断面，用全球定位仪（GPS）定位布设样点。
根据水草生长情况，将各断面分为有水生植物和无水生植物2种类型，其中有水生植物的采样点共13个，各采样点经纬度和相关水域见图1、表1。
水生植物对水体净化研究综述
水生植物对水体净化研究综述1. 引言1.1 水生植物对水体净化研究综述的背景水生植物对水体净化的研究始于20世纪初，当时人们开始意识到水体污染的严重性以及对生态系统和人类健康带来的危害。
随着工业化和城市化的发展，水体污染问题日益突出，传统的水质净化方法已经无法满足需求。
人们开始将目光转向自然生态系统中的水生植物，希望利用它们的生态功能来改善水体质量。
水生植物在水体净化中扮演着重要的角色，它们可以通过吸附重金属、降解有机污染物、调控水体富营养化等方式，有效地改善水体环境质量。
研究表明，水生植物不仅可以提升水体的透明度和氧气含量，还可以减少水体中的富营养化现象，保护水体生态系统的稳定性。
随着水生植物对水体净化的研究不断深入，人们逐渐认识到水生植物在保护水资源、维护生态平衡方面的重要性。
对水生植物对水体净化的研究已成为当前环境科学领域的热点之一，相关研究成果也为水体环境治理和保护提供了重要的科学依据和技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解水生植物对水体净化的作用机理，探讨水生植物在水体中对重金属、有机污染物和富营养化物质的处理效果，为环境保护和水资源管理提供科学依据。
通过系统地总结和分析水生植物对水质净化的影响机制，为今后的研究和应用提供指导，促进水体环境治理和保护工作的开展。
通过对水生植物在水体净化中的应用案例进行归纳和分析，可以更好地了解水生植物在实际工程应用中的效果和问题，有助于进一步完善水体治理措施，提高水质生态环境的整体水平。
1.3 研究意义水是人类生存的基本需求之一，而水资源的污染已经成为世界各国普遍面临的环境问题。
水生植物对水体净化的研究，对于改善水质、保护水资源、维护生态平衡具有重要意义。
水生植物对水体的净化作用能够帮助去除水体中的有害物质，包括重金属和有机污染物。
这对于提高水质，减少水污染对生物和人类健康的危害具有重要意义。
水生植物对水体富营养化的调控作用对于防止水体富营养化现象的发生和扩散具有重要意义。
生态修复常用水生植物汇总
1.1植物对重金属耐受上限
重金属离子
Hg
Cu
Cd
Zn
Pb
水车前
-
15.4
0.10
4.00
40.3
金鱼藻
1.00
7.80
5.00
-
-
水葫芦
0.06
20.0
5.00
10.0
30.2
荇菜
-
-
0.20
0.50
-
水葱
-
-
30.0
-
-
大薸
-
5.00
10.0
-
-
不同植物对同种重金属的富集能力有所不同，而同种植物对不同重金属的富集能力也不尽相同。表2 重金属富集植物及去除效果汇总
目录
重金属修复植物水生耐污植物当前存在问题
通过生态方式修复河水、净化水质，实现污染水体净化与修复的手段越来越受到普遍关注。因此，寻找高效净化水体的水生植物是生态修复的关键。 水生植物净化水体一方面是能够吸收氮磷供自身生长和代谢使用，另外多种水生植物还有很强的富集重金属的能力。 由于不同的植物对不同的重金属有其不同的耐受限度，故有必要知道其对重金属离子的耐受临界值。表1 部分水生植物对重金属的耐受上限值(mg/L)
72.90；84.43；
鸢尾
50.00，50.40
茭白
67.33；81.53；
旱伞草
CODcr50-60；总P2.47；总N15.13；
75.81；74.98；
香蒲
70.67；84.22；
茭白
82.35；53.52； 藨草 67.0来自；83.70； 香蒲
植物名称
水生植物对水体净化研究综述
水生植物对水体净化研究综述1. 引言1.1 研究背景水生植物是一种生活在水中的植物，它们具有独特的形态和生理特性，能够有效地吸收水体中的营养物质和有机负荷。
随着城市化进程的加快和工业化程度的提高，水体污染的问题日益严重，导致水质恶化、生态破坏和人类健康受到威胁。
人们越来越关注水生植物在水体净化中的作用和应用。
水生植物通过吸收水中的营养物质和有机负荷，促进水体中有害物质的降解和转化，从而起到净化水体的作用。
研究表明，水生植物能够有效地净化水体中的氮、磷等营养物质，降低水体中的有机污染物浓度，改善水质。
水生植物还能提供生态服务，维持水体生态系统的平衡，促进水生生物多样性的保护和恢复。
深入研究水生植物对水体净化的机制和应用具有重要意义，可以为水体环境治理提供科学依据和技术支持，促进水质改善和生态保护。
【研究背景】部分为引言的重要组成部分，对水生植物对水体净化的研究奠定了基础。
1.2 研究目的水生植物对水体净化的研究一直是环境科学领域中备受关注的话题。
随着人类活动的增加，水体污染日益严重，给水生生态系统带来了严重的威胁。
本文旨在通过对水生植物对水体净化的机制和应用进行综述，探讨水生植物在水体净化中的作用，以及它们对水体生态和环境保护的影响。
水生植物对水体净化有着独特的作用，可以吸收水中的营养物质和有害物质，从而净化水质。
水生植物的种类繁多，其对水体净化的机制和效果也各有不同。
本文旨在深入研究水生植物的分类以及它们在水体净化中的作用机制，为进一步探讨水生植物在水体净化中的应用提供理论支持。
我们还将分析水生植物对水体生态的影响，以及它们在环境保护中的重要作用。
1.3 研究意义水生植物对水体净化的研究具有重要的意义。
水资源是人类生存和发展的基础，而水体的污染已成为当前环境问题中的重要挑战之一。
通过研究水生植物对水体净化的机制和应用，可以为解决水体污染问题提供新的途径和方法。
水生植物具有良好的吸收、吸附和降解水中有害物质的能力，可以有效改善水体环境质量，维护水体生态平衡。
三种水生植物对重金属的富集及净化能力研究
５８
杭 州 师 范 大 学 学 报 （自 然究大多以单一水生植物对单一重金属离子 处理为主，对其 他 共 存 重 金 属 的 耐 受 性 和 水 生 态 系 统 的 植 物 多 样 复 合 型 研 究 普 遍 不 足 ，对 植 物 净 化 重 金 属 的 机 制 及 抗 性 机 理 研 究 不 够 深 入 ，难 以 治 理 复 合 （多 种 ）重 金 属 污 染 的 水 体 ．因 此 ，如 何 筛 选 出 能 有 效 富 集 和 净 化 水 体 重 金 属 复 合 污 染 的 植 物 是 水 生 植 物 修 复 技 术 的 关 键 所 在 ．水 芙 蓉 、凤 眼 莲 和 绿 萝 作 为 常 见 的 水 生 植 物 ，其 本 身 繁 殖 能 力 强 ，能 在 短 时 间 内 形 成 较 大规模的种群，同时，对典型重金属具有较好的富集净化能 力．因 此，本 研 究 以 水 芙 蓉、凤 眼 莲 和 绿 萝 为 试 验对象，开展不同水生植物对水体中 Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｄ 的 富 集 及 净 化 试 验，旨 在 阐 明 合 适 的 植 物 组 合 提 高 对 水 体 重 金 属 净 化 能 力 的 机 理 ，为 重 金 属 污 染 水 体 的 治 理 提 供 借 鉴 ．
收 稿 日 期 ：２０１９０３２７ 修 回 日 期 ：２０１９０８０６ 基金项目：杭州市科技局自主设计项目（２０１９０１０１Ａ０２，２０１７０５３３Ｂ０７）；杭 州 师 范 大 学 钱 江 学 院 教 师 科 研 项 目 （２０１９ＱＪＪＬ０３）；杭 州 师 范 大 学 钱 江 学 院 学 生 科 研 项 目 （２０１９ＱＪＸＳ０２）． 通信作者：曹 勇（１９７８—），女，讲师，主要从事环境化工技术研究．Ｅｍａｉｌ：ｈｚｃｅ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ；李 伟 东（１９７８—），男，副 教 授，博 士，主 要 从 事 环 境 污 染 治 理 技 术 研 究 ．Ｅｍａｉｌ：ｌｗｉｄ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响
重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响一、内容综述重金属镉（Cd）和铅（Pb）是环境中常见的两类污染物，它们对水生生态系统和土壤生态环境都造成了严重的破坏。
这些重金属在植物体内的积累不仅影响植物的生理生化过程，还进一步对周边环境和人类健康产生影响。
茭白（Zizania latifolia），作为一种常见的湿地植物，其独特的生长习性和耐受性使其成为研究重金属毒害的理想模式植物。
众多研究表明，镉和铅胁迫会对茭白的生长发育产生显著影响。
本文综述了近年来关于镉、铅胁迫对茭白生长发育影响的研究进展，主要内容包括：镉铅在茭白中的积累与分布：研究发现，镉和铅在茭白体内的积累与分布具有一定的规律，不同组织器官中重金属含量存在差异。
镉铅对茭白种子萌发和幼苗生长的影响：镉和铅污染导致茭白种子萌发率降低，幼苗生长缓慢，甚至死亡。
镉铅对茭白生理特性的影响：重金属胁迫下，茭白叶片叶绿素含量下降，光合作用减弱，呼吸作用增强；淀粉和蛋白质等营养物质含量发生改变，细胞衰老加速。
镉铅对茭白抗逆性的影响：部分研究表明，适量的镉、铅暴露可以刺激茭白产生一定的抗氧化酶系统，提高其抗逆能力。
镉铅对茭白体内激素和安全激素水平的影响：研究发现，镉铅污染可能干扰茭白体内激素如生长素、赤霉素、脱落酸等的合成和代谢，进而影响植物生长发育。
解毒技术应用于镉铅污染茭白的修复：当前已有不少研究者探究了如何通过植物修复技术提高茭白对镉、铅的耐受性及去除效率，如基因工程、微生物降解等技术手段。
本文将从这些方面对重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响进行深入探讨，以期为今后利用生物技术修复重金属污染提供理论依据和实践方法。
1. 镉、铅的地球化学特性与环境污染现状镉（Cd）和铅（Pb）作为典型的重金属元素，其地球化学特性使其在环境中广泛存在。
镉是一种地球化学性质高度活动的过渡金属，它在地壳中的丰度较低，但在某些岩石、土壤和沉积物中却有较高的丰度。
由于其在水溶液中易形成络合物，使得镉在环境保护和生态系统健康方面成为一个严重的潜在风险因素。
水生植物对水体质量修复提升的研究综述
水生植物对水体质量修复提升的研究综述【摘要】水生植物对水体质量修复具有重要作用。
本文通过综述水生植物对水体质量的影响机制、修复富营养化、吸附污染物、改善氧气供应和维护生物多样性等方面。
研究表明，水生植物可以有效净化水体、降低水体富营养化程度、吸附和富集化学污染物、提高水体氧气含量并维护水体生物多样性。
水生植物在水体质量修复中扮演着重要角色，并具有广阔的应用前景。
未来的研究应注重水生植物在水体质量改善中的作用机制和修复效果的优化，以推动水体环境的持续改善。
通过加强水生植物研究，有望为水体管理提供更有效的技术支持和管理策略，进一步推动水体环境的可持续发展。
【关键词】水生植物、水体质量、修复、研究、综述、影响机制、富营养化、污染物、吸附、富集、氧气供应、生物多样性、重要性、发展方向、管理、应用前景1. 引言1.1 研究背景水生植物是指生长在水中或水边的植物，包括水蕨、浮叶植物、沉水植物等多种类型。
在自然生态系统中，水生植物对水体质量起着至关重要的作用。
随着城市化进程的加快和工业化发展的加剧，水体受到了各种污染的威胁，如水体富营养化、重金属污染等，造成了水体生态系统的破坏和水质恶化的现象。
水生植物不仅可以通过吸收营养物质、提供栖息地等方式改善水质，还可以促进水中氧气供应、增加水体生物多样性，对水体生态系统的修复和恢复起到关键作用。
研究水生植物对水体质量修复提升的机制和作用对于保护水体生态环境、提高水质是非常重要的。
随着人们对水资源的需求不断增加和环境保护意识的提高，对水生植物在水体质量修复中的作用进行深入研究，不仅有助于更好地利用水资源，也有助于保护水生态系统，维持生态平衡。
本文将对水生植物对水体质量修复提升的研究进行综述，通过分析水生植物对水体质量的影响机制、修复作用以及在水体管理中的应用前景，探讨水生植物对水体质量修复的重要性和发展方向，为更好地保护水资源、改善水质做出贡献。
1.2 研究意义水生植物是水域生态系统中的重要组成部分，其具有净化水质、改善水环境的功能。
水生植物对水体净化研究综述
水生植物对水体净化研究综述【摘要】水生植物对水体净化是一种有效的生态修复方法。
本文通过对水生植物在水体净化中的重要性和作用进行了综述，探讨了其在氮、磷等污染物净化机制、水体生态系统的影响、以及在水污染防治中的应用等方面的研究进展。
结合水生植物的适应性和生物多样性，分析了其在水污染治理中的重要性及未来研究方向。
研究发现水生植物具有显著的净化效果，在水体净化中具有广泛的适用范围。
未来研究可以继续深入探讨水生植物的净化机制和生态学效应，以推动水污染治理技术的进步。
水生植物在水体净化中的重要性不可忽视，有望成为未来水环境修复的重要手段。
【关键词】水生植物、水体净化、氮、磷、污染物、生态系统、水污染防治、生物多样性、适应性、净化效果、适用范围、研究方向、水污染治理、重要性。
1. 引言1.1 水生植物对水体净化的重要性水生植物对水体净化具有非常重要的作用，其净化效果已被广泛认可。
水生植物能够吸收水中的营养盐和有机物质，减少水体中的富营养化现象，有效提高水质。
水生植物的根系可以吸附和降解水中的重金属和有机污染物，从而净化水体。
水生植物对水体中的浊度和微生物有很好的过滤作用，可以改善水质。
在生态学方面，水生植物还可以通过增加水生物的栖息地，促进水中生物的生长和繁衍，维持水体生态系统的平衡。
水生植物还能够防止水体中的藻类过度繁殖，避免水华的产生，保持水体的清洁。
水生植物对水体的净化有着重要的意义，可以改善水质、维护水生态系统的平衡，保护水生生物的生存环境。
研究水生植物对水体净化的机制和应用具有重要的现实意义和科学价值。
深入研究水生植物的作用机制和提高其净化效果，对于水资源的有效利用和污染物的减排具有积极的意义。
1.2 研究目的研究水生植物对水体净化的目的主要包括以下几个方面：1. 探究水生植物在水体净化过程中的作用机制，深入了解不同种类水生植物对污染物的吸附、吸收、转化和降解等过程，为进一步优化水体净化方法提供理论依据。
大型水生植物对重金属的富集与转移_潘义宏 (1)
生态学报2010，30（23）：6430—6441Acta Ecologica Sinica大型水生植物对重金属的富集与转移潘义宏，王宏镔*，谷兆萍，熊国焕，易锋（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650093）摘要：通过野外调查和室内分析，研究了云南阳宗海南北两区域自然生长的17种水生植物的生长状况及植物和对应水样、根区底泥中重金属（As、Zn、Cu、Cd、Pb）的含量。
结果表明：植物长势良好，未发现受害症状。
水体As严重污染，Pb轻度污染，Zn、Cu 和Cd均未超标。
9种沉水植物同时对As、Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数（植物全株重金属含量与水中该元素含量的比值）远大于1，具有共富集特征。
在平均含As0．175mg/L的水中，金鱼藻、黑藻、小眼子菜、八药水筛全株As平均含量分别为（150ʃ7．3）、（179ʃ35）、（92ʃ31）、（265ʃ21）mg/kg（干重），对As具有较强富集能力；对于8种湿生和挺水植物，北部采样点的喜旱莲子草、田栖稗、细叶小苦荬和长芒稗对As，长芒稗、细叶小苦荬、圆果雀稗、水蓼和风车草对Cd，海芋和圆果雀稗对Zn的富集系数（植物地上部重金属含量与底泥中该元素含量的比值）以及圆果雀稗对Cd和Zn转移系数（植物地上部重金属含量与根中该元素含量的比值）均大于1。
聚类分析结果表明，金鱼藻、黑藻、八药水筛、小眼子菜、穗状狐尾藻5种水生植物同时对As、Zn、Cu、Cd、Pb具有较强的吸收和富集能力，在重金属复合污染水体修复中具有较大潜力。
关键词：大型水生植物；转移；富集；重金属Accumulation and translocation of heavy metals by macrophytesPAN Yihong，WANG Hongbin*，GU Zhaoping，XIONG Guohuan，YI FengFaculty of Environmental Sciences and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming650093，ChinaAbstract：Phytoremediation technology has been widely advocated to treat polluted soil and water because it is cost-effective and environmental-friendly．Exploring suitable metal hyperaccumulators or tolerant plants is the key step for phytoremediating metal-contaminated environment．Up to now，about500plants have been identified as metal hyperaccumulators all over the world，but most of them are terrestrial plants，which restricted their application in aqueous environment．In2008，Yangzong Lake，one of nine big lakes in Yunnan Province，China，was polluted by arsenic（As）released from a nearby factory．Average concentration of As in the water was up to0．117mg/L，suggesting that about77t As entered the lake．Twelve As hyperaccumulators were identified but they are all terrestrial ferns．Therefore，more attention should be paid to As accumulation in aquatic plants．In present study，the growth status and concentrations of heavy metals（As，Cd，Cu，Pb and Zn）in17macrophytes naturally grown in south and north regions of Yangzong lake were evaluated by field survey and laboratory analysis．Concentrations of these five metals in water and sediments were also determined and compared with those in the plants．Results indicated that all these collected plants grew well，without any toxic symptoms．The water body was heavily and slightly polluted by As and Pb，respectively，while the concentrations of Zn，Cu and Cd were below their corresponding environmental quality standards．For9submerged species（Ceratophyllum demersum，Hydrilla verticillata，Blyxa octandra，Potamogeton pusillus，Potamogeton lucens，Potamogeton delavayi，Potamogeton pectinatus，Myriophyllum spicatum and Chara braunii），their bioconcentration factors（defined as the ratio of heavy metal concentration in whole plant to that in water）for As，Zn，Cu，Cd and Pb were all greater than1，which showed a co-accumulative character for these five elements．Growing in water averagely containing0．175mg As/L，C．demersum，H．verticillata，P．pusillus and B．基金项目：国家自然科学基金资助项目（30960080）收稿日期：2010-05-12；修订日期：2010-10-11*通讯作者Corresponding author．E-mail：whb1974@126．comoctandra showed a strong ability to accumulate As ，with average As concentrations of （150ʃ7．3），（179ʃ35），（92ʃ31）and （265ʃ21）mg /kg （dry weight ），respectively．For 8hygrophyte and emerged species at north site ，bioconcentration factors （the ratio of heavy metal concentration in aboveground part to that in sediment ）were greater than 1in Alternanthera philoxeroide s ，Echinochloa oryzicola ，Ixeridium gracile and Echinochloa caudata for As ，E．caudata ，I．gracile ，Paspalum orbiculare ，Polygonum hydropiper and Cyperus alternifolius for Cd ，Alocasia macrorrhiza and P．orbiculare for Zn．And translocation factors （the ratio of heavy metal concentration in aboveground part to that in root ）were greater than 1in P．orbiculare for Zn and Cd．The roots of A．philoxeroide s ，A．macrorrhiza ，E．caudata and P．orbiculare accumulated high concentrations of As ．Cluster analysis showed that C．demersum ，H．verticillata ，B．octandra ，P．pusillus and M．spicatum could uptake and accumulate As ，Zn ，Cu ，Cd and Pb simultaneously and had a great potential for phytoremediating water body contaminated with multiple metals．In general ，accumulation of As ，Zn ，Cu ，Cd and Pb in all tested submerged species were greater than that in hygrophyte and emerged species．Key Words ：macrophytes ；translocation ；accumulation ；heavy metal水污染是导致水资源可利用性降低、水域生态系统退化的重要因素之一。
三种水培植物在重金属锰胁迫下的生长、吸收及富集作用研究
三种水培植物在重金属锰胁迫下的生长㊁吸收及富集作用研究叶美金1,刘艳玉1,杨玉敏2,冯 鸿1,刘松青1,杨财容1(1.成都师范学院化学与生命科学学院,成都 611130;2.四川省农业科学院土壤肥料研究所,成都 610066)*摘 要:为研究水培植物在重金属锰胁迫下的生长㊁吸收及富集效应,选择三种常见的水培植物采用静态水培试验的方法进行试验㊂将预培养过的豆瓣绿㊁绿萝㊁铜钱草三种植物放置在锰(M n )污染水体浓度为55m g ㊃L -1㊁155m g ㊃L -1的水体中培养,测量其生长㊁M n 2+分布等各项指标㊂结果表明:①随着时间的增长,三种水培植物均呈现低促高抑的现象㊂②同一M n 2+浓度,绿萝的富集能力强于豆瓣绿与铜钱草,绿萝叶片部分和根部M n 2+的富集量明显高于茎部,叶片富集量最高达26.747μg ㊃m g -1,根部富集量最高达19.05μg ㊃m g -1㊂③在M n 2+质量浓度为55m g ㊃L -1的水体中,绿萝的富集系数最大48.74,其次为铜钱草24.62,在质量浓度155m g ㊃L -1的水体中,绿萝的富集系数最大(20.82),其次为豆瓣绿(12.18)㊂④在锰污染水体质量浓度为55m g ㊃L -1的水体中,绿萝的转移系数最大(2.66),其次为豆瓣绿(0.74),在质量浓度155m g ㊃L -1的水体中,绿萝的转移系数最大(2.83),其次为铜钱草(1.06)㊂综上,绿萝符合超积累植物对锰质量分数㊁富集系数㊁转移系数的要求,其在锰污染水体修复方面有很大的利用前景㊂关键词:水培植物;重金属锰;生理特征;富集作用d o i :10.3969/j.i s s n .2095-5642.2020.11.016中图分类号:X 173;X 53 文献标志码:A 文章编号:2095-5642(2020)11-0103-111 引言伴随着经济的迅速发展,锰(M n)的需求量不断增大,因锰矿的过量开采而导致土壤㊁地表水和地下水受到严重污染[1]㊂随着食物链的传递,环境中M n 含量明显高于原有水平,环境质量恶化,危害人类的健康,特别是西南地区出现越来越多重金属污染河流和耕地事件[2-3],原有植被受到破坏,农作物产量下降,如何控制和减轻重金属M n 对环境的污染和危害已成为一个亟待解决的问题[4]㊂国内M n 污染治理技术包含物理㊁化学和生物法[5]㊂物理和化学法,尽管能达到一定的净化效果,但过程烦琐㊁能耗大㊁易变成二次污染,其运用受限㊂而利用生物法中的植物修复既能节约成本,又能有效处理水体污染㊂林海[6]㊁潘义宏[7]㊁练建军[8]㊁纪美辰[9]等的研究表明,水生植物菖蒲(A c o r u s c a l a m u s )和芦苇(P h r a gm i t e s a u s t r a l i s )对重金属C u ㊁Z n ㊁P b ㊁C d 等有良好的净化能力㊂[6-9]魏羽含[10]㊁C h o d a k M[11]㊁陈友媛[12]㊁廖天录[13]㊁姚天月[14]等人的表明,水培植物绿萝(E p i p r e m n u ma u r e u m )㊁豆瓣绿(P e p e r o m i a t e t r a p h y l l a )㊁铜钱草(H y d r o c o t yl e c h i n e n -s i s )对重金属P b ㊁C u ㊁C u ㊁C d 有很好的富集效果㊂[10-14]但关于这三种常见水培植物净化M n 污染水体的比较研究鲜少报道㊂301*收稿日期:2020-05-25基金项目:四川省大学生创新创业项目 植物对两种重金属单一及复合污染的响应研究 (S 201914389128);四川省大学生创新创业项目 植物引种驯化前后植形态㊁生理生化特性和活性物质变化的比较研究 (S 201914389114) 作者简介:叶美金(1984 ),女,福建福州人,副教授,博士研究生,专业方向:植物学㊁植物资源应用与评价;刘艳玉(1997 ),女,四川遂宁人,本科在读,专业方向:植物学㊁生物科学;杨玉敏(1982 ),女,湖北荆门人,副研究员,博士研究生,专业方向:植物学㊁植物与土壤重金属㊂成都师范学院学报2020年11月已有研究证实,叶类草本植物是重金属富集最厉害,被污染最严重的植物[7]㊂绿萝㊁豆瓣绿㊁铜钱草是三种常见的观赏水培植物,因其生长周期短,生长迅速,作为重金属污染水体的净化试验材料具有较好的可行性㊂基于此,本文选择三种水培植物作为修复M n污染水体的供试植物,对其针对M n的净化机理及净化水体效果进行研究㊂通过模拟M n污染水体环境,研究这三种植物在不同M n污染程度下生长和反应特性的变化,从中筛选出具有较高富集能力和较强耐受力的水培植物,旨在改善M n污染的水体水质,为植物高效修复M n污染水体提供一定的科学依据,为水体污染的有效治理开辟新路径㊂2材料与方法2.1试验材料与方法供试植物为绿萝㊁豆瓣绿㊁铜钱草3种水培植物,购买于成都市温江区花卉交易市场㊂选择生长较好㊁长势一致的植株,将根部清洗干净,再用去离子水清洗5~7次,而后用去离子水预培养21d,去除干扰离子㊂根据M n污染的等级标准,配置质量浓度为55m g㊃L-1㊁155m g㊃L-1的M n C l2㊃4H2O模拟的M n污染水体㊂M n2+浓度分别模拟‘土壤有效态微量元素分级指标“(D B21/T1437-2006)中第I V类标准的2倍和5倍㊂试验设计为2个M n质量浓度ˑ3种植物ˑ3次重复,一个对照处理,一共27个处理㊂每个处理设置3个平行试验㊂试验过程中,及时补充培养液,避免因蒸发㊁吸收导致培养液过少影响植株生长,分别在7d㊁14d㊁28d取样㊂测定植物的鲜重㊁株高㊁根长㊁茎粗㊁叶片数量㊁叶宽㊁根系㊁叶色㊁叶长等性状指标㊂植物收集后,分为根㊁茎㊁叶3部分,70ħ烘72h后称重,直到恒重,最后用不锈钢粉碎机进行粉碎备用㊂将植物样品用优级纯浓硝酸和高氯酸按照4ʒ1的比例进行消解,用时12h㊂将所得的消解样品在电热板上加热3~5h,得到植物的澄清液体㊂采用火焰原子吸收光谱法[1]测定三种植物根㊁茎㊁叶器官的M n2+含量㊂比较三种水培植物的转移系数[15]㊁耐性系数[16]㊁富集系数[17]㊁相对生长率[18]的差异㊂转移系数=植物地上部分重金属含量/植物根部重金属含量;富集系数=植物体内M n2+含量/污染水体中M n2+含量;耐性系数=重金属处理植物的生物量/对照组植物的生物量ˑ100%;相对生长率=(鲜质量增加质量/初始鲜重质量)ˑ100%;所得的试验数据均是3次重复试验的平均值,采用E x c e l2016软件对数据进行统计和分析㊂2.2仪器与试剂实验所需的器材:电热板(D L-02),上海韵试试验仪器制造有限公司;火焰原子分析仪(G G X-600),北京东西分析仪器有限公司;电子天平(F A2004),上海精科天美科学仪器有限公司;容量瓶等常规玻璃仪器若干㊂所用的重金属试剂为M n C l2㊃4H2O,浓H2S O4㊁H C l O4㊁浓H N O3等均从成都叮当时代医药科技有限公司购买㊂实验需要的试剂都是分析纯,以纯M n2+计算处理液浓度㊂3结果与分析3.1植株性状指标的变化3.1.1株高变化三种水培植物分别经过7d㊁14d㊁28d不同M n2+质量浓度55m g㊃L-1和155m g㊃L-1的耐受试验后,生长情况均出现显著差异㊂随着时间的延长和浓度的提高,3种植物株高长度变化的整体趋势是逐渐上升的㊂从图1可见,豆瓣绿㊁绿萝㊁铜钱草在55m g㊃L-1的M n污染水体中均能较好地生长,但与对照组比较,三种植物的株高生长都受到抑制㊂其中,受抑制最严重的是株高净增长率最低的铜钱草,对M n污染水体的耐受性较弱㊂401第36卷(总第333期)叶美金,等:三种水培植物在重金属锰胁迫下的生长㊁吸收及富集作用研究注:C K为对照组,下同㊂图1不同M n污染水体质量浓度下植物的株高变化3.1.2根长变化图2表明,随着时间的延长,根长变化趋势是逐渐上升的,其中,铜钱草根长增加最多,其次为绿萝㊂这说明铜钱草㊁绿萝㊁豆瓣绿在质量浓度55m g㊃L-1的M n污染水体中均能较好地生长;豆瓣绿和绿萝与相应的对照组相比,根部生长受到抑制;豆瓣绿的根部生长速度最为缓慢,铜钱草生长速度最快,其次是绿萝,绿萝的增长率呈持续增加的趋势㊂可见铜钱草㊁绿萝两种植物根部对M n污染水体耐受性较好㊂图2不同M n污染水体质量浓度下植物的根长变化501成都师范学院学报2020年11月3.1.3叶片数量变化图3表明,随着M n2+浓度的升高和生长时间的延长,豆瓣绿㊁绿萝㊁铜钱草的叶片数量均有所减少,呈下降趋势㊂其中,豆瓣绿掉落的叶片数量最多㊂由此表明,M n污染水体极大地抑制了豆瓣绿的正常生长,绿萝和铜钱草相较于豆瓣绿掉落率低,抑制较低,这与廖天录[13]研究的关于植物在重金属污染水体处理下叶片掉落情况部分结果一致㊂图3不同M n污染水体质量浓度下植物的叶片数量变化3.1.4茎粗变化图4表明,随着时间的延长和M n2+浓度的升高,三种植物的茎粗变化较显著㊂绿萝㊁铜钱草的茎粗变化在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1呈上升趋势;在155m g㊃L-1时整体呈下降趋势,只有豆瓣绿在两种浓度下的变化都不明显,绿萝茎部的生长受污染水体的影响较大㊂图4显示,在M n2+质量浓度为155m g㊃L-1时,绿萝和铜钱草的茎粗呈负增长㊂总体来看,绿萝是受影响最严重的植物,增长率降低至-19.4%㊂与对照组相比,绿萝㊁铜钱草茎部的生长受到M n污染水体的抑制更为严重,可能重金属M n对植物茎的毒害性大于对根的毒害性㊂图4不同M n污染水体质量浓度下植物的茎粗变化601第36卷(总第333期)叶美金,等:三种水培植物在重金属锰胁迫下的生长㊁吸收及富集作用研究3.1.5叶宽变化图5表明,随着M n2+浓度的升高和生长时间的延长,同种植物同一部位的叶宽在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1时变化不明显,豆瓣绿与绿萝叶宽无变化㊂在质量浓度155m g㊃L-1时整体呈下降趋势;三种植物的叶宽生长均受到严重抑制,呈负增长㊂与对照组相比较,受到M n污染影响最大的是豆瓣绿与铜钱草,增长率下降到-40.00%㊁-41.94%,可见铜钱草受到的影响最大㊂图5不同M n污染水体质量浓度下植物的叶宽变化3.1.6叶长变化图6表明,随着M n2+浓度的提升,同种植物同部位叶长生长由正增长变为负增长,受到影响最大的是铜钱草㊂在相同的M n污染水体浓度下,绿萝的变化幅度最小㊂叶长在质量浓度55m g㊃L-1的水体中呈上升趋势,随着M n2+浓度的提升,铜钱草和豆瓣绿的叶长生长受到抑制,叶长呈负增长,增长率下降到-3.57%㊁-6.06%㊂可见,重金属M n对两种植物叶长的毒害性较强㊂图6不同M n污染水体质量浓度下植物的叶长变化701成都师范学院学报2020年11月3.1.7 鲜重变化图7表明,随着时间的延长,在两种浓度水体中的鲜重均呈显著下降趋势㊂第28d ,在M n2+质量浓度为55m g ㊃L -1时,下降率分别达27.94%㊁13.42%㊁10.64%;在M n 2+质量浓度为155m g ㊃L -1时,下降率分别达14.99%㊁7.03%㊁5.68%㊂豆瓣绿下降的最多,其次为绿萝和铜钱草,对照组鲜重净增长率达10.03%㊁11.24%㊁39.45%㊂表明豆瓣绿的鲜重下降最多,下降率高达27.94%㊂这说明M n 污染水体对豆瓣绿的影响较大,结合豆瓣绿在实验过程中的颜色变化情况以及叶片掉落情况,可能是由于豆瓣绿叶片掉落,导致鲜重下降㊂图7 不同M n 污染水体质量浓度下植物的鲜重变化3.1.8 叶片颜色变化由表1可见,豆瓣绿与对照组相比,在M n 2+质量浓度为55m g㊃L -1时,7d 叶片颜色无明显变化㊂14d 叶片颜色发生显著变化,从深绿变为淡褐色,少数叶片掉落㊂28d 开始,叶片呈现深褐色,叶片掉落㊂在M n 2+质量浓度为155m g㊃L -1时,叶片颜色在第14d 后由深绿变为淡褐色再到暗褐色,说明这两种不同浓度的M n 污染水体均对豆瓣绿的叶片颜色变化产生了重大影响,豆瓣绿在M n 污染水体中的耐受性在逐渐降低㊂表1 豆瓣绿在M n 污染水体处理下的叶片颜色变化M n 2+质量浓度/(m g㊃L -1) 叶片颜色变化 0d 7d14d28dC K************55**淡褐色,少数掉落呈深褐色,并掉落**掉落呈褐色,并掉落**淡褐色呈褐色,并掉落155**暗褐色呈褐色,并掉落**淡褐色,少数掉落呈暗褐色,并掉落**淡褐色,少数掉落呈暗褐色,并掉落注:*代表深绿㊂801第36卷(总第333期)叶美金,等:三种水培植物在重金属锰胁迫下的生长㊁吸收及富集作用研究由表2可见,绿萝与对照组相比,在M n 2+质量浓度为55m g ㊃L -1时,试验7d 和试验14d 后,叶片的颜色无明显变化,呈现翠绿色;试验后第28d 开始部分叶片发黄,颜色较浅㊂在M n 2+浓度为155m g ㊃L -1时,试验7d 和试验14d 后,绿萝叶片的颜色无明显变化;试验28d 后,叶片发黄㊁颜色加深㊂豆瓣绿是从第14d 开始,叶片由深绿逐渐变为淡褐色到褐色,铜钱草叶片颜色从翠绿逐渐变为浅黄色㊂这表明相比较于豆瓣绿和铜钱草,绿萝叶片颜色的变化受M n 污染水体的影响较小㊂表2 绿萝在M n 污染水体处理下的叶片颜色变化M n 2+质量浓度/(m g㊃L -1) 叶片颜色变化 0d 7d14d28dC K************55***发黄颜色较浅*******发黄,颜色较浅155***发黄,颜色变深***发黄,颜色变深***发黄,颜色较浅注:*代表翠绿㊂由表3可见,与对照组比较,在M n 2+质量浓度为55m g ㊃L -1时,试验7d 和试验14d 后,叶片颜色无明显变化,呈翠绿色;试验28d 后铜钱草叶片颜色从翠绿到逐渐变为浅黄色㊂M n2+质量浓度为155m g㊃L -1时,叶片颜色从试验第14d 后开始变为浅黄色;第28d 开始叶片发黄,部分掉落㊂这表明铜钱草相比于豆瓣绿对M n 污染水体的耐受性更好㊂表3 铜钱草在M n 污染水体处理下的叶片颜色变化M n 2+质量浓度/(m g㊃L -1) 叶片颜色变化 0d 7d 14d 28d C K************55***发黄,颜色较深***发黄,颜色较浅***发黄,颜色较浅155**浅黄色发黄,颜色变深**浅黄色发黄,会掉落**浅黄色发黄,较深注:*代表翠绿㊂3.2 水培植物体内重金属的含量与分布3.2.1 植株各部位的M n 含量对比三种水培植物的根㊁茎㊁叶器官的M n 含量如图8所示㊂可见,三种水培植物对M n2+的富集量随着浓度的提高整体呈上升趋势㊂但M n 2+在根㊁茎㊁叶的分布各异,在同一浓度的M n 污染水体中,M n2+富集量随着901成都师范学院学报2020年11月天数和M n2+浓度的增高,富集量都在逐渐增加㊂其中,绿萝对M n2+的富集能力强于豆瓣绿与铜钱草㊂M n2+质量浓度为155m g㊃L-1处理3d后,M n2+在三种水培植物根茎叶中的分布呈下降的趋势,可能与植物的解毒机制[19-20]有关㊂在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1时,铜钱草的富集量高于豆瓣绿,两种植物的根部对M n2+的富集量高于茎叶部;在M n2+浓度为155m g㊃L-1时,豆瓣绿根部对M n2+富集量高于铜钱草,而茎叶部分的M n2+富集量都低于铜钱草,说明铜钱草对M n的富集能力更强㊂由此可见,这三种水培植物对M n+的富集能力强弱分别为绿萝>铜钱草>豆瓣绿㊂图8不同M n污染水体质量浓度下植物各部位的M n质量浓度对比3.2.2在不同M n污染水体处理下的相对生长率由图9得出,三种水培植物在M n污染水体中的相对生长率随生长时间的增长均呈负增长趋势,相对生长率均从试验后第3d开始变为负数㊂在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1时,相对生长率分别为-7.70%㊁-3.69%㊁-4.64%;试验8d后,增长率为-3.57%㊁-1.58%㊁-0.80%;试验14d后,变化为-0.93%㊁-1.02%㊁-3.41%㊂在M n2+质量浓度为155m g㊃L-1时,试验后第3d,相对生长率分别为-0.26%㊁-7.05%㊁-13.01%;试验后第8d,相对生长率变化为-1.52%,-4.63%㊁-5.97%;试验后第14d,相对生长率变化为-0.93%㊁-2.93%㊁-3.41%㊂以上数据说明,与对照组相比,同种植物在不同M n2+质量浓度下的相对生长率差异大,后随着M n2+质量浓度的提高,三种植物的相对生长率在逐渐提高,但仍呈负增长;受污染水体抑制,在同一浓度下,铜钱草和豆瓣绿受M n污染水体的影响更严重,最低相对生长率达-7.70%㊁-4.64%㊂图9三种在不同M n污染水体处理下的相对生长率011第36卷(总第333期)叶美金,等:三种水培植物在重金属锰胁迫下的生长㊁吸收及富集作用研究3.3对重金属的转运㊁富集能力分析富集系数的大小表明了植物对重金属吸附和富集能力的强弱㊂富集系数越大,表明植物对重金属的富集能力越强,反之越弱[17]㊂表4是各植物在两种不同M n污染水体r质量浓度中对M n2+的富集系数和转移系数㊂从表4中可见,在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1的水体中,绿萝的富集系数最大,其次为铜钱草;质量浓度为155m g㊃L-1的水体中,绿萝的富集系数最大,其次是豆瓣绿㊂转移系数的大小表明了植物将重金属从根部转移到茎部能力的强弱,值越大,表明植物将重金属从根部转移到茎部的能力越强[21]㊂由表4可知,在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1的水体中,绿萝的转移系数最大,其次是豆瓣绿;在M n2+质量浓度为155m g㊃L-1的水体中,也是绿萝的转移系数最大,其次为铜钱草㊂综合以上数据表明,在两种M n质量浓度下,三种水培植物对M n2+富集能力强弱为:绿萝>铜钱草>豆瓣绿,转运能力强弱为绿萝>铜钱草>豆瓣绿㊂表4三种植物对M n2+的富集系数与转移系数植物名称M n2+质量浓度/(m g㊃L-1)富集系数(B F)转移系数(T F)豆瓣绿5515514.770.3012.180.74绿萝5515548.742.8320.822.66铜钱草5515524.621.066.730.63耐性系数是指在重金属处理中植物的生物量/对照组中的生物量的百分数[16]㊂表5显示,在相同重金属浓度下,豆瓣率和铜钱草的耐性系数随生长时间的增加均呈下降趋势㊂在M n2+质量浓度为55m g㊃L-1时,豆瓣绿的耐性系数为79.38%,到试验第14d时下降到72.06%,铜钱草由87%上升到89.36%㊂在M n2+质量浓度为155m g㊃L-1时,试验7d后,豆瓣绿的耐性系数为100.78%,到第28d时下降到87.84%,铜钱草由67.69%下降到62.00%㊂可见,豆瓣绿耐性系数下降程度更大㊂以上数据说明随着水体中M n2+浓度的逐渐增加,绿萝的耐性系数变化不明显,仅略有增加,铜钱草和豆瓣绿都有所下降,结合M n2+在三种植物根㊁茎㊁叶的分布以及富集能力的比较,绿萝的富集能力是最强的㊂这表明,绿萝是净化M n污染水体的最优修复植物㊂表5三种植物在M n污染水体处理下的耐性系数植物名称M n2+质量浓度/(m g㊃L-1)耐性系数/%7d14d28d 豆瓣绿5579.3875.1172.06155100.7888.5687.84绿萝5588.5588.1689.5715580.9479.0281.22铜钱草5587.0090.7789.3615567.6963.9062.004讨论三种水培植物在去除污染溶液中M n2+的实验结果表明:随着时间的增长,在M n2+为55m g㊃L-1的水体中,三种植物的株高㊁根长㊁茎粗㊁叶长等指标整体呈增长趋势,说明3种植物总体对M n2+的耐受性较强㊂结合华建峰[1]对M n2+的研究,在此研究基础上进一步证明了M n2+对植物生长的影响,既有促进作用也有111成都师范学院学报2020年11月抑制作用㊂在M n2+质量浓度为155m g㊃L-1的水体中各植物的各项指标整体呈下降趋势,例如试验14d 后,叶长净增长量为-0.2c m㊁-0.1c m㊁-0.1c m,呈负增长;试验28d后,叶长净增长量为-0.2c m㊁-0.1c m㊁-0.2c m㊂导致叶宽叶长呈负增长的可能有三种原因共同造成,第一,M n2+浓度过高,对其生长产生严重胁迫,抑制叶长㊁叶宽的生长;第二,光照不充足造成叶片无法进行光合作用;第三,植物培养温度起伏较大,抑制植物发育生长㊂因本实验对照组和实验组的光照和温度变化的设置是一致的,可见导致叶宽叶长呈负增长是由于重金属M n污染所致㊂绿萝叶片颜色变化与林海[6]研究的关于绿萝对重金属净化叶片颜色变化的结果部分一致,进一步验证了绿萝叶片颜色的变化过程㊂图8所展示的M n2+质量浓度为155m g㊃L-1时,M n2+在三种植物根茎叶里的分布趋势在M n污染处理三天后有下降的趋势,可能与植物的解毒机制[22-23]有关㊂实验结果表明,这三种植物的富集能力从强到弱分别为,绿萝>铜钱草>豆瓣绿,绿萝比其他两种植物的富集能力更强㊂可能的原因是,第一,绿萝的根系比较发达,根系微生物能够将吸附在绿萝根部的污染物质进行有效吸收,从而降低水中重金属的含量,达到净化水体目的[24];第二,绿萝的发达根部与水体接触面积大,可以形成一层密集的过滤网,促进其根系吸附大量的重金属M n2+[25],进而达到去除目的㊂除此之外,重金属在绿萝体内的积累具有明显的分布特征,根部和叶部的重金属含量高于茎部,说明重金属M n2+主要积累于根㊁叶部,根㊁叶部对M n2+的富集能力强㊂5结语本试验通过对3种水培植物豆瓣绿㊁绿萝㊁铜钱草M n2+质量浓度在55m g㊃L-1和155m g㊃L-1处理的生物量㊁M n质量分数㊁富集系数㊁转移系数,以及水体M n2+质量浓度的比较研究,发现绿萝达到超积累植物对M n质量分数㊁富集系数㊁转移系数的要求㊂绿萝是常见的室内外观赏植物,具有广泛的适应性且抗逆性强,利用其修复被污染的水环境,除具有经济㊁高效㊁易培养,容易操作等优势外,还在M n污染水体修复方面有着巨大的发展前景㊂参考文献:[1]华建峰,胡李娟,张垂胜,等.3种水生植物对锰污染水体修复作用的研究[J].生态环境学报,2010,19(9):2160 2165.[2]王兴伟,刘子芳,欧发刚.不同超富集植物和富集植物对重金属的共积累特性研究[J].环境科技,2013,26(3):31 34.[3]梁希.锰矿尾矿库耐性植物的筛选及其耐性机理初步研究[D].长沙:中南林业科技大学,2014:1 2.[4]赵达伟,铜污染土壤的超富集,富集植物的筛选[D].西安:陕西师范大学,2014:2 4.[5]向言词,冯涛,刘炳荣,等.锰尾渣改良对4植物吸收锰的影响[J].水土保持学报,2007,21(3):77 80.[6]林海,刘俊飞,刘璐璐,等.菖蒲和芦苇对复合重金属胁迫的生理反应及其富集能力[J].工程科学学报,2017,39(7):11231128.[7]潘义宏,王宏镔,谷兆萍,等.大型水生植物对重金属的富集与转移[J].生态学报.2010,30(23):6430 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n s t r e s s,t h r e e c o mm o n h y d r o p o n i c p l a n t sw e r e s e l e c t e d a n d t e s t e d b y s t a t i c h y d r o p o n i c t e s t.A f t e r p r e-c u l t u r e,t h et h r e e p l a n t s,t h a ti s,P e p e r o m i at e t r a p h y l l a,E p i p r e m n u m a u r e u m a n d H y d r o c o t y l e c h i n e n s i s,w e r e c u l t u r e d i nM n p o l l u t e dw a t e r b o d i e sw i t hm a s s c o n c e n t r a t i o n s o f55m g㊃L-1a n d155m g ㊃L-1r e s p e c t i v e l y,a n d g r o w t h,m a n g a n e s e i o nd i s t r i b u t i o na n do t h e r i n d i c a t o r sw e r em e a s u r e d.T h e r e-s u l t s s h o w e d a s f o l l o w s:f i r s t,w i t h t h e i n c r e a s e o f t i m e,a l l t h r e e h y d r o p o n i c p l a n t s s h o w e d t h e p h e n o m e-n o no f l o w p r o m o t i o n a n d h i g h i n h i b i t i o n;s e c o n d,i n t h e s a m e c o n c e n t r a t i o n o fm a n g a n e s e p o l l u t e dw a t e r, t h e e n r i c h m e n t c a p a c i t y o fM n2+i n t h e l e a v e s a n d r o o t s o f E.a u r e u m w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t i n t h e s t e m s,w i t h t h eh i g h e s t c o n c e n t r a t i o no f26.747μg㊃m g-1i nt h e l e a v e sa n d19.05μg㊃m g-1i nt h e r o o t s;t h i r d,i n t h ew a t e r b o d y w i t hM n2+m a s s c o n c e n t r a t i o n s o f55m g㊃L-1,t h e e n r i c h m e n t c o e f f i c i e n t o f E.a u r e u m w a s t h eh i g h e s t(48.74),f o l l o w e db y H.c h i n e n s i s(24.62),i n t h ew a t e r b o d y w i t h155m g ㊃L-1m a s s c o n c e n t r a t i o n,t h e e n r i c h m e n t c o e f f i c i e n t o f E.a u r e u m w a s t h eh i g h e s t(20.82),f o l l o w e db y P.t e t r a p h y l l a(12.18);f o r t h,i nt h ew a t e rb o d y w i t ham a s s c o n c e n t r a t i o no f55m g㊃L-1p o l l u t e db y m a n g a n e s e,t h e t r a n s f e r c o e f f i c i e n t o f E.a u r e u m w a s t h eh i g h e s t(2.66),f o l l o w e db y P.t e t r a p h y l l a(0.74),a n d i n t h ew a t e r b o d y w i t h am a s s c o n c e n t r a t i o n o f155m g㊃L-1,t h e t r a n s f e r c o e f f i c i e n t o f E.a u r e-u m w a s t h eh i g h e s t(2.83),f o l l o w e db y H.c h i n e n s i s(1.06).O n t h e b a s i s o f t h e a b o v e,E.a u r e u m m e e t s t h e r e q u i r e m e n t s o fM nm a s s f r a c t i o n,e n r i c h m e n t c o e f f i c i e n t a n d t r a n s p o r t c o e f f i c i e n t o f s u p e r-a c c u m u l a-t e d p l a n t s,a n dh a s a g r e a t u t i l i z a t i o n p r o s p e c t i n t h e r e m e d i a t i o no fM n p o l l u t e dw a t e r.K e y w o r d s:h y d r o p o n i c p l a n t s;h e a v y m e t a lM n;p h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s;e n r i c h m e n t(编辑:杨晓玲校对:曲比)311。
水生植物对水体重金属污染的监测和生态修复
水生植物对水体重金属污染的监测和生态修复惠峰;王良桂【摘要】Aquatic plants have excellent ability in biomonitoring and ecological restoring heavy metal polluted water. Bryophytes are excellent biomonitors of heavy metal pollution, so they can be used to monitor and evaluate the heavy metal contamination level of the studied water. Moreover, four life forms of aquatic plants (including emergent, free-drifting, floating-leaved and submergent) all have certain accumulation capacity on heavy metals, so they are appropriate materials for ecological restoring of heavy metal polluted water. Using aquatic plants to treat heavy metal polluted water is a simple and low cost method, and won't bring secondary pollution. This phytoremediation method can not only restore heavy metal pollution, but also prettify the environment and bring direct and indirect economic benefits.%水生植物对水体重金属污染具有良好的监测和生态修复功能.苔藓植物是重金属污染良好的生物监测器,可用于水体重金属污染状况的监测和评价.同时,4种生活型的水生植物(挺水、浮叶、漂浮和沉水植物)对重金属都有一定的富集能力,对重金属污染水体有生态修复作用.利用水生植物对水体进行生态修复具有简便易行、成本较低、不易形成二次污染的优势,在修复水体重金属污染的同时还可以美化环境,并可产生直接或间接的经济效益.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)005【总页数】3页(P2234-2236)【关键词】水生植物;重金属;监测;生态修复【作者】惠峰;王良桂【作者单位】南京林业大学风景园林学院,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】S682.32随着工业化进程的加快，特别是矿石开采、金属冶炼、机械制造、化工等行业的快速发展，重金属污染物的排放日益增多，有相当一部分的重金属污染物未经处理就直接排放进了水体。
大型水生植物修复重金属污染水体研究进展
大型水生植物修复重金属污染水体研究进展一、概述随着工业化和城市化的快速发展，大量重金属通过工业废水、农业径流等途径进入水体，造成水体重金属污染日益严重。
重金属污染不仅破坏水生态系统的平衡，还对人类健康构成严重威胁。
寻求有效的水体重金属污染修复技术成为当前环境保护领域的研究热点。
大型水生植物作为一种天然的生物修复工具，因其具有生长速度快、生物量大、吸收重金属能力强等特点，在水体重金属污染修复中展现出巨大的应用潜力。
本文综述了近年来大型水生植物在修复重金属污染水体方面的研究进展，包括大型水生植物的种类、重金属吸收机制、影响因素以及实际应用效果等方面，以期为水体重金属污染的生物修复提供理论支持和实践指导。
1. 重金属污染水体的现状及其危害随着工业化、城市化的飞速发展，重金属污染已成为全球性的环境问题。
重金属，如铅、镉、汞、铬、铜、镍等，或其化合物在环境中的异常浓度，可造成水质下降或恶化，对生态环境和人类健康构成严重威胁。
我国的水体重金属污染现状尤为严峻，地表水源如河流、湖泊及水库中均存在不同程度的重金属污染，其中以汞、镉、铬和铅的污染最为严重。
重金属污染水体的主要来源包括矿山开采及选矿废水、冶炼工业废气废水、电镀、仪表、涂料、玻璃、化工等企业的排放，以及地表径流和农田排水等。
这些途径导致重金属元素通过各种方式进入水体，如颗粒态的存在、迁移与转化，以及多种价态的化学变化等。
重金属的复杂性和毒性使其在水体中的存在具有长期性和累积性，对人类和生态环境造成深远影响。
重金属污染水体的危害主要表现在以下几个方面：重金属元素进入生物体后，常与酶蛋白结合，破坏酶的活性，影响生物正常的生理活动，导致神经系统、呼吸系统、消化系统和排泄系统等功能异常，引发慢性中毒甚至死亡。
重金属可被水生生物摄取，并在体内形成毒性更大的重金属有机化合物，进一步加剧其毒性。
重金属通过食物链的逐级放大，最终进入高等动物乃至人体中，引发各种健康问题，尤其对儿童的影响更为显著，可能导致免疫力低下、注意力不集中、智商下降、身体发育迟缓等症状。
水生植物富集重金属(综述)
水生植物富集重金属的研究摘要：水体重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题，了解水体重金属污染原理、处理水体重金属，已经成为一个必须解决的课题。
本文分析了重金属对水生植物的影响以及水生植物对重金属离子的富集和去除。
综述了重金属的来源，在国内外的污染现状，以及具体的治理方法，分析了各种方法的优缺点。
在所有的方法中，利用水生植物修复是最有潜力的。
并重点讨论了常见重金属离子对水生植物的影响，包括重金属对水生植物伤害的作用机理、毒害途径及其影响水生植物吸收重金属的因素，统计了水生植物对重金属离子的耐受上限。
关键字：重金属水生植物富集植物修复Accumulation of heavy metals of aquatic plantsAbstract: The paper reviews the source of heavy metals，its pollution statusand control methods at home and abroad，and points out that the phytoremediation by water plants is the most potential method after analyzing advantages and disadvantages of all differ entcontrol methods. Analyses the influence of heavy metals in aquatic plants for heavy metalions and aquatic plants the enrichment and purify. The paper discusses the harmful mechanism and toxic paths to water plants，and the factors affecting absorption of heavy metals by water plants，and summarizes the maximum to lerant values of different water plants to hea y metalions.Keywords：heavy metals aquatic plants purify and enrichment phytoremediation;重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。
水生植物富集重金属(综述)之欧阳地创编
水生植物富集重金属的研究摘要：水体重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题，了解水体重金属污染原理、处理水体重金属，已经成为一个必须解决的课题。
本文分析了重金属对水生植物的影响以及水生植物对重金属离子的富集和去除。
综述了重金属的来源，在国内外的污染现状，以及具体的治理方法，分析了各种方法的优缺点。
在所有的方法中，利用水生植物修复是最有潜力的。
并重点讨论了常见重金属离子对水生植物的影响，包括重金属对水生植物伤害的作用机理、毒害途径及其影响水生植物吸收重金属的因素，统计了水生植物对重金属离子的耐受上限。
关键字：重金属水生植物富集植物修复Accumulation of heavy metalsofaquatic plants Abstract:The paper reviews the source of heavy metals，its pollution statusand control methodsat home and abroad，and points out that the phytoremediation by water plants is the most potential method after analyzing advantages anddisadvantages of all differ entcontrol methods.Analyses the influence of heavy metals in aquatic plants for heavy metalions and aquatic plants the enrichment and purify. The paper discusses the harmful mechanism and toxic paths to water plants，and the factors affecting absorption of heavy metals by water plants， and summarizes the maximum to lerant values of differentwater plants to hea y metalions. Keywords：heavy metals aquatic plants purify and enrichment phytoremediation;重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。
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水生植物富集重金属的研究摘要：水体重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题，了解水体重金属污染原理、处理水体重金属，已经成为一个必须解决的课题。
本文分析了重金属对水生植物的影响以及水生植物对重金属离子的富集和去除。
综述了重金属的来源，在国内外的污染现状，以及具体的治理方法，分析了各种方法的优缺点。
在所有的方法中，利用水生植物修复是最有潜力的。
并重点讨论了常见重金属离子对水生植物的影响，包括重金属对水生植物伤害的作用机理、毒害途径及其影响水生植物吸收重金属的因素，统计了水生植物对重金属离子的耐受上限。
关键字：重金属水生植物富集植物修复Accumulation of heavy metals of aquatic plants Abstract: The paper reviews the source of heavy metals，its pollution statusand control methods athome and abroad， and points out that the phytoremediation by water plants is the most potential method after analyzing advantages and disadvantages of all differ entcontrol methods. Analyses the influence of heavy metals in aquatic plants for heavy metalions and aquatic plants the enrichment and purify. The paper discusses the harmful mechanism and toxic paths to water plants， and the factors affecting absorption of heavy metals by water plants， and summarizes the maximum to lerant values of different water plants to hea y metalions.Keywords：heavy metals aquatic plants purify and enrichment phytoremediation;重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。
由于重金属元素具有难降解、易积累、毒性大等特点，另外还能被生物富集吸收进入食物链危害人、畜、鸟等各种生命[1]，因此在水环境中重金属污染尤其受到人们关注。
人类如果长期食用重金属含量超过一定值的水产品，会引发各种疾病，如臭名昭着的“公害病”-水俣病和骨痛病等就分别由汞和镉引起。
因此，寻找高效的重金属富集植物仍然是重金属污染植物修复的关键。
1.重金属离子对水生植物的影响1. 1 重金属对水生植物的伤害机理重金属伤害水生植物主要的机理为自由基伤害理论。
通常情况下，许多酶促反应和某些低分子化合物的自动氧化都会产生活性氧。
水生植物在长期的进化过程中在体内形成了由SOD、CAT和POD酶组成的有效的清除活性氧的酶系统。
它们在一定范围内及时清除机体内过多的活性氧，以维持自由基代谢的动态平衡，能维持水生植物体内活性氧自由基的较低水平，从而避免了活性氧对水生植物细胞的伤害。
由于重金属能导致水生植物体内活性氧产生速率和膜脂过氧化产物明显上升，从而使水生植物体内活性氧自由基的产生速度超出了水生植物清除活性氧的能力，因而引起细胞损伤。
这是重金属对水生植物产生毒害的一个重要机制[2]。
而重金属对水生植物的影响作用主要表现在改变细胞的细微结构，抑制光合作用、呼吸作用和酶的活性，使核酸组成发生改变，细胞体积缩小和生长受到抑制等[3]。
孔繁翔等人在研究中发现，不同浓度的锌等重金属对羊角月牙藻的生长进度、蛋白质含量、ATP水平等有明显的影响，其实验结果表明，金属离子在其所试验的范围内对其生长速率均有抑制作用[4]。
1. 2 重金属对水生植物产生毒害的生物学途径重金属对水生植物产生危害的途径可能有两种: 一是大量的重金属离子进入水生植物体内干扰离子间原有的平衡系统，造成正常离子的吸收、运输、调节和渗透等方面的阻碍，从而使代谢紊乱；二是较多的重金属离子进入水生植物体内，不仅和核酸、蛋白质、酶等大分子结合，而且还可以取代某些蛋白质和酶行使其功能时所必须的特定元素，使其变性或活性降低[5]。
1.3 常见重金属离子对水生植物的影响1.3.1 Hg的影响汞属于毒性很强的重金属离子，中毒临界值很低。
在临界值以下，Hg能增加细胞内核糖体、核糖体亚基及多聚核糖体的数量，诱导蛋白质合成。
当其积累的数量超过临界值时就会影响植物的正常生理活动。
随着Hg浓度的增大，光合作用系统受到不可修复的破坏，表现为植株受到严重伤害。
其原因是汞的积累抑制叶绿素酸酯还原酶和影响氨基-γ-酮酸的合成，而影响叶绿素的生物合成；同时使叶绿体膜系统在结构上受到逐渐破坏，导致叶绿素总量的下降，光合速率降低，从而对整个生命循环过程带来灾难性的影响[6]。
1.3.2 Cd的影响镉过量时，能降低有机体内RNA和蛋白质的合成速度，破坏核糖核蛋白质体，引起DNA胞嘧啶的甲基化，导致DNA的损伤；并且能通过水流和食物链在水中迁移，形成循环危害[7]。
镉毒害的主要机制在于它对细胞内蛋白质和核酸等重要的生物大分子上的巯基具强大的亲合力，对磷酸盐功能团等其他侧链也显示出亲和力，且易于移动，往往集中在生长旺盛的部位，显示其敏感的毒害损伤作用[8]。
1.3.3 Cu的影响铜是水生植物体内多酚氧化酶、氨基氧化酶、酪氨酸酶、抗坏血酸酶、细胞色素氧化酶等的组成，能提高水生植物的呼吸强度。
水生植物生长过程中需要少量的铜，缺少铜会影响叶绿素的含量，叶片出现失绿现象，繁殖器官的发育受到影响，严重时导致死亡。
当然，过量的铜同样会对水生植物生长造成不良影响。
主要是阻碍对其他元素的吸收，被吸收的铜主要集中在根部，造成根部的铜过量，严重阻碍对其他元素的吸收。
另外，过量的铜抑制脱酸酶的活性间接阻碍氨向谷氨酸的转化，造成氨在根部大量堆积，使根受到严重的损害[9]。
1.3.4 Zn的影响锌是植物正常发育所必需的微量元素之一，是植物激素IAA的重要原料。
缺乏时植物体的吲哚乙酸含量会降低，植物矮小。
同时缺锌还会阻碍叶绿体的发育，并使植物出现明显的小叶病症状[10]。
当锌过量时，对植物的超微结构造成影响，并随浓度的增大，毒性加剧。
过量锌主要对细胞的膜系统产生影响。
与叶绿素和细胞核相比，线粒体更加敏感。
其毒害过程为：首先线粒体膨大，在较高浓度下，叶绿体的内囊体排列紊乱，线粒体成空泡状。
细胞核核膜破裂，核仁散开。
最后为叶绿体解体，细胞核凝胶状染色质散入细胞质中，对各细胞器造成致死性伤害[11]。
1.3.5 Pb的影响在一定的范围内，铅能够促进根的生长，也可以从多个方面影响水生植物。
铅能够影响植物抗氧化酶系统，使蛋白质和生物大分子变性，从而伤害植物。
同时，铅也能够影响植物细胞膜的透性，使其生理生化反应发生紊乱。
铅对植物细胞分裂素亦有影响。
铅胁迫的毒理在于破坏植物叶绿素、线粒体和细胞核的超微结构，减少叶绿素和抗坏血酸的含量，降低硝酸还原酶和脱清还原酶的活性，继而阻碍水生植物的呼吸代谢、光合作用、清素还原、细胞分裂等生理功能正常进行，并最终影响植物品质和生物量[12。
过量的铅进入水生植物体内，将对其造成严重的影响，甚至是死亡。
由于不同的植物对不同的重金属有其不同的耐受限度，故有必要知道其对重金属离子的临界值。
部分水生植物对重金属的耐受上限临界值见表1。
[13] 表1 水生植物对重金属的耐受上限 mg/kg重金属离水车前星星梅浮萍金鱼藻水葫芦子Hg - - 7.0 1.0 0.06Cu 15.4 40.9 0.4 7.8 -Cd 0.1 - 2.5 5.0 0.32Zn 4.0 14.1 20.0 - -Pb 40.3 86.9 19.3 - 30.22.水生维管束植物对重金属的去除水体中的重金属(Hg、Cd、Pb、Ni、Zn 等)以各种形态分布在水相、底质及生物体中，表现出不同的环境地球化学行为和毒性特征。
近些年来，随着工农业生产排放量的增加，重金属离子的污染已经成为十分突出的水环境问题之一。
因此，以各种手段进行水环境重金属的去除应运而生。
其中，利用大型水生植物修复重金属污染水体不但投资小、效率高，而且会带来较高的环境生态效益。
大型水生高等植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型，主要包括两大类：水生维管束植物和高等藻类[14]。
水生维管束植物具有发达的机械组织，植物个体比较高大。
通常具有4种生活型：挺水、漂浮、浮叶和沉水[15]。
它是水生态系统保持良性运行的关键类群，也是整个水生生植群落多样性的基础。
与藻类相比，大型水生植物的特点是更易人工操纵，即可通过人工收获将其固定的污染物带出水体[16]，这些特点是利用大型水生植物进行污水治理的理论基础。
鉴于大型水生大型植物在湖泊、河流生态系统中的重要作用，许多学者对其在重金属污染监测和治理方面做了研究，并取得了一定的效果。
2.1 水生植物对重金属的代谢生物学水生植物对重金属的代谢表现为吸收和富集作用、降解作用以及沉降、吸附和过滤作用等方面[17]，通过植物挥发、吸收和吸附等途径，实现对重金属的去除。
植物挥发是指重金属通过植物作用产生毒害性小的挥发态物质，目前在这方面研究最多的是金属元素Hg和类金属元素Se；植物吸收也称植物过滤活植物萃取，属集永久性和广域性于一体的植物修复途径，是利用专性植物根、茎吸收一种或几种污染物，尤其是重金属；植物吸附则直接发生在植物根（或茎叶）表面，被认为是去除水体重金属最为迅速的手段，它是由螯合离子交换和选择性吸收等理化过程共同作用的结果[18]。
能用于植物去除的植物类型应具有的特性：（1）即使在污染物浓度较低时也具有较高的积累率；（2）能在体内富集高浓度的污染物；（3）能同时吸收积累数种重金属；（4）生长快，生物量大；（5）具有抗虫、抗病能力[19]。
近年来大量的研究显示，水生植物的根部对重金属的富集最为显着，其次是茎、叶和果实。
不同水生维管束植物对重金属的富集能力顺序为：沉水植物＞漂浮（浮叶）植物＞挺水植物。
2.2 水生植物对重金属的去除2.2.1 挺水植物在野外自然环境中，许多挺水植物可以蓄积大量重金属，并且植物体内重金属含量与外界污染水平相关，可以作为指示生物和蓄积物种。
Rai等[20]和Dwivedi 等[21]调查发现水蕹是一种很好的蓄积植物，该植物最大可以蓄积Cu：62，Mo：5，Cr：13，Cd：11，As：0.05μg/g DW。