土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景

土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08

土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①

作者】桑爱云; 张黎明; 曹启民; 夏炜林; 王华;

【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）（1 Tropical Crops Genetic Resources Institute; CATAS; Danzhou; Hainan; 2 College of Agronomy; SCUTA; Hainan 571737）;

【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所; 华南热带农业大学农学院; 海南儋州;

【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱 2006年 01期

桑爱云1)② 张黎明1) 曹启民1) 夏炜林1) 王华2)

(1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737;

2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737)

摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。

综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植

物修复的应用前景和今后的研究方向。

关键词重金属污染; 植物修复; 超富集植物

分类号X53

Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation

in Heavy Metal Contamination Soil

SANG Aiyun1) ZHANG Liming1) CAO Qimin1) XIA Weilin1) WANG Hua2)

(1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737;

2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737)

Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the

research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal

contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition

of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail.

The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically.

Keywords heavy metal contamination ; phytoremediation ; hyper-accumulator

热带农业科学

CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE

2006 年2 月第26 卷第1 期

Feb. 2006 Vol.26, No.1

① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073) 资助。

收稿日期: 2005- 07- 25

责任编辑/ 孙继华ht t p: / / r dnk. chi naj our nal . net . cn/ E-mai l : r dnk@chi naj our nal . net . cn

② 桑爱云( 1981～) , 女, 在读硕士研究生。E-mai l : ayun728@126. com。

随着工业的发展和农业生产的现代化, 土壤污

染日益严重, 而重金属污染是其中危害极大的一

类。重金属在土壤中积累到一定限度时, 就会对土

壤- 植物系统产生毒害, 它不仅导致土壤退化、农

作物产量和品质降低, 而且通过径流和淋洗作用污

染地表水和地下水, 恶化水文环境, 并可能通过直

接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。因

此, 土壤系统中的重金属污染和防治一直是国际上

研究的难点和热点。目前, 土壤重金属污染的治理

技术主要有物理法、化学法和生物法。但是采用物

理方法或化学方法来治理土壤重金属污染, 不仅成

本昂贵, 而且还会破坏土壤结构以及土壤微生物,

也可能造成“二次污染”。而采用植物对重金属的

忍耐和超量积累能力并结合共生的微生物体系来实

现对重金属污染环境的修复即植物修复技术是一种

新兴的绿色生物技术, 能在不破坏土壤生态环境,

保持土壤结构和微生物活性的情况下, 通过植物的

根系直接将大量的重金属元素吸收, 收获植物地上

部分来修复被污染的土壤[1]。因此, 自20 世纪90

年代以来, 植物修复成为环境污染治理研究领域的

一个前沿性课题。

1 土壤重金属污染

土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加

到土壤中, 致使土壤中的重金属含量过高, 并造成

生态环境质量恶化的现象。在低浓度时, 土壤中的

- 75 -

2006 年2 月热带农业科学第26 卷第1 期

富集植物具有清洁金属污染土壤和实现金属生物回

收的实际可能性, 这种植物具有与一般植物不同的

生理特性[6] , 在工业废物或污泥使用而引起的重金

属污染土壤上, 连续种植几茬超富集植物, 就能去

除土壤中的( 有毒) 重金属, 特别是生物有效性部分,

从而复垦和利用被重金属污染的土壤[7] , 也就是我

们现在常说的植物修复。

植物修复的前提是找到对某种( 些) 重金属具有

特殊吸收富集能力的植物种或基因型, 即重金属的

“超富集植物”。超富集植物是指能超量吸收重金属

并将其运移到地上部的植物。通常, 超富集植物的

界定可考虑以下2 个主要因素: ① 植物地上部富

集的重金属应达到一定的量; ② 植物地上部的重